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JP7276182B2 - Positioning method and positioning system - Google Patents
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Description

本開示は、所定の領域内を移動する移動体の位置を測定する測位方法及び測位システムに関する。 The present disclosure relates to a positioning method and a positioning system for measuring the position of a mobile object moving within a predetermined area.

台車等の移動体が走行している位置を測定する測位システムは、走行を自動化等する上で重要な技術である。例えば屋内において移動体の位置を測定する場合、屋外で用いられているGlobal Positioning System(GPS)等は使用できないため、独自にインフラを準備する必要がある。製鉄に用いられる屋内の自動台車としては、各種鋼材の検査台車、薄板コイルなどを運搬するコイル台車等がある。屋内測位の既存技術である特許文献1には超音波距離計にて既知の3点と移動体との距離をそれぞれ求め、移動体の位置を測定する技術が記載されている。また特許文献2には、電波強度によって距離を求め、移動体の位置を測定する技術が記載されている。 A positioning system that measures the position of a moving object such as a trolley is an important technology for automating traveling. For example, when measuring the position of a mobile object indoors, the Global Positioning System (GPS) used outdoors cannot be used, so it is necessary to independently prepare an infrastructure. Indoor automatic trolleys used in steelmaking include inspection trolleys for various steel materials, coil trolleys for transporting thin-plate coils, and the like. Patent Document 1, which is an existing technique for indoor positioning, describes a technique for measuring the position of a moving object by obtaining the distances between three known points and the moving object using an ultrasonic rangefinder. Further, Patent Literature 2 describes a technique for measuring the position of a moving object by obtaining the distance from the radio wave intensity.

特開2001-337157Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-337157 特開2017-015562JP 2017-015562

しかしながら、超音波距離計によって距離を求める場合、伝搬経路の気体の状態(例えば温度)に応じて音速が変化するため、算出される距離も変化し、当該距離に基づき測定される移動体位置の測定精度が悪化する恐れがある。また、電波強度によって距離を求める場合も同様に、伝搬経路中の気体の状態(例えば湿度等)によって、算出される距離が変化し、当該距離に基づき測定される移動体位置の測定精度が悪化する恐れがある。このように、所定の領域内を移動する移動体の位置を測定する技術には改善の余地がある。 However, when the distance is obtained by an ultrasonic range finder, the speed of sound changes according to the state of the gas in the propagation path (e.g. temperature), so the calculated distance also changes, and the position of the mobile object measured based on the distance changes. Measurement accuracy may deteriorate. Similarly, when the distance is calculated based on the radio wave intensity, the calculated distance changes depending on the state of the gas in the propagation path (e.g. humidity), and the measurement accuracy of the position of the mobile object measured based on the distance deteriorates. there is a risk of Thus, there is room for improvement in techniques for measuring the position of a moving object moving within a predetermined area.

かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、所定の領域内を移動する移動体の位置を測定する技術を改善することにある。 An object of the present disclosure, which has been made in view of such circumstances, is to improve a technique for measuring the position of a moving body moving within a predetermined area.

本開示の一実施形態に係る測位方法は、
移動体から一定の回転速度で水平方向かつ複数の方向へそれぞれ異なる時間に電磁波又は音波を送信するステップと、
前記電磁波又は音波を少なくとも3つの異なる基準位置で受信するステップと、
前記少なくとも3つの異なる基準位置と、前記少なくとも3つの異なる基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間とに基づき、前記移動体と各基準位置との各回転角を算出することにより、もしくは受信パターンを生成し、生成した該受信パターンと基準受信パターンとを比較することにより、前記移動体の位置を推定するステップと、
を含む測位方法であって、
前記測位方法はさらに、前記少なくとも3つの異なる基準位置のうち少なくとも2つの隣接する基準位置を特定の間隔で配置し、該隣接する基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間に基づき、該隣接する基準位置に対する前記移動体の向きを推定するステップと、
前記移動体が移動する領域内に存在する所定形状の壁からの反射波に基づく点群データを得るステップと、
前記点群データに基づき、前記移動体の位置及び前記移動体の向きの推定結果の少なくともいずれか一方を補正するステップと、
を含む
A positioning method according to an embodiment of the present disclosure includes:
a step of transmitting electromagnetic waves or sound waves from a moving body at a constant rotational speed in a horizontal direction and in a plurality of directions at different times;
receiving the electromagnetic waves or sound waves at at least three different reference locations;
By calculating each rotation angle between the moving object and each reference position, or a reception pattern and estimating the position of the moving object by comparing the generated reception pattern with a reference reception pattern;
A positioning method comprising
The positioning method further includes arranging at least two adjacent reference positions among the at least three different reference positions at a specific interval, and based on the time at which the electromagnetic waves or sound waves are received at the adjacent reference positions, the adjacent reference positions. estimating an orientation of the moving object relative to a reference position;
a step of obtaining point cloud data based on reflected waves from walls of a predetermined shape existing within the region in which the moving object moves;
a step of correcting at least one of estimation results of the position of the moving body and the orientation of the moving body based on the point cloud data;
Including .

本開示の一実施形態に係る測位システムは、
移動体と情報処理装置とを含む測位システムであって、
前記移動体が、一定の回転速度で水平方向かつ複数の方向へそれぞれ異なる時間に電磁波又は音波を送信し、
前記情報処理装置が、少なくとも3つの異なる基準位置と、前記少なくとも3つの異なる基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間とに基づき、前記移動体と各基準位置との各回転角を算出することにより、もしくは受信パターンを生成し、生成した該受信パターンと基準受信パターンとを比較することにより、前記移動体の位置を推定し、
前記少なくとも3つの異なる基準位置のうち少なくとも2つの隣接する基準位置を特定の間隔で配置し、前記情報処理装置は、該隣接する基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間に基づき、前記移動体の向きを推定し、
前記移動体が移動する領域内に存在する所定形状の壁からの反射波に基づく点群データを取得し、
前記点群データに基づき、前記移動体の位置及び前記移動体の向きの推定結果の少なくともいずれか一方を補正する
A positioning system according to an embodiment of the present disclosure includes:
A positioning system including a mobile body and an information processing device,
The moving body transmits electromagnetic waves or sound waves in a horizontal direction at a constant rotational speed and in a plurality of directions at different times,
The information processing device calculates each rotation angle between the moving object and each reference position based on at least three different reference positions and the times at which the electromagnetic waves or sound waves are received at the at least three different reference positions. or by generating a reception pattern and comparing the generated reception pattern with a reference reception pattern, estimating the position of the mobile body;
At least two adjacent reference positions out of the at least three different reference positions are arranged at a specific interval, and the information processing device determines, based on the time at which the electromagnetic waves or sound waves are received at the adjacent reference positions, the moving body Estimate the orientation of
Acquiring point cloud data based on reflected waves from walls of a predetermined shape existing in the area in which the moving object moves,
Based on the point cloud data, at least one of the estimation result of the position of the moving body and the orientation of the moving body is corrected .

本開示の一実施形態に係る測位システム及び測位方法によれば、所定の領域内を移動する移動体の位置を測定する技術を改善することができる。 According to the positioning system and positioning method according to an embodiment of the present disclosure, it is possible to improve the technique of measuring the position of a mobile object moving within a predetermined area.

本開示の一実施形態に係る測位システムの構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing the configuration of a positioning system according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 位置推定処理の第1例を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a first example of position estimation processing; 移動体と複数の基準体との位置関係、及び回転角を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship and rotation angles between a moving body and a plurality of reference bodies; レーザ光の受信時間と強度を表すグラフである。It is a graph showing the reception time and intensity of laser light. 位置推定処理の第2例を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing a second example of position estimation processing; 移動体とn個の基準体とが配置されている状態を示す概要図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a moving body and n reference bodies are arranged; レーザ光の受信時間と強度を表すグラフである。It is a graph showing the reception time and intensity of laser light. 位置推定処理の第3例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a third example of position estimation processing; FIG. 移動体の推定位置のヒストグラムを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a histogram of estimated positions of moving objects; 点群データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of point cloud data.

以下、本開示の実施形態に係る測位システム10について、図面を参照して説明する。 A positioning system 10 according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.

各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。本実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。 In each figure, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts. In the description of this embodiment, the description of the same or corresponding parts will be omitted or simplified as appropriate.

図1を参照して、本実施形態に係る測位システム10の構成を説明する。 The configuration of a positioning system 10 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態に係る測位システム10は、移動体20と、複数の基準体30と、情報処理装置40とを備える。 A positioning system 10 according to this embodiment includes a mobile body 20 , a plurality of reference bodies 30 , and an information processing device 40 .

移動体20は、所定の領域内(例えば屋内)において走行する車両等(例えば検査台車又はコイル台車)であり、本実施形態に係る測位システム10において位置を測定する対象物である。移動体20は、送信部21を備える。本実施形態に係る測位システム10は、移動体20の送信部21から複数の基準体30に向けて電磁波又は音波を送信する。電磁波は、例えばレーザ光、赤外線、電波等である。音波は、例えば超音波等である。移動体20の送信部21が送信する電磁波又は音波は、複数の方向へそれぞれ異なる時間に送信される。例えば送信部21は、移動体20の位置から電磁波又は音波を水平面全周(360°)に一定速度で回転しながら連続的に送信してもよい。この場合、送信部21は、送信方向を水平面上で360°変えることが可能な機構を有する。 The moving body 20 is a vehicle or the like (for example, an inspection cart or a coil cart) that travels within a predetermined area (for example, indoors), and is an object whose position is to be measured in the positioning system 10 according to this embodiment. The moving body 20 has a transmitter 21 . The positioning system 10 according to this embodiment transmits electromagnetic waves or sound waves from the transmitter 21 of the moving body 20 toward the plurality of reference bodies 30 . Electromagnetic waves are, for example, laser light, infrared rays, radio waves, and the like. The sound waves are, for example, ultrasonic waves. The electromagnetic waves or sound waves transmitted by the transmitter 21 of the moving body 20 are transmitted in a plurality of directions at different times. For example, the transmission unit 21 may continuously transmit electromagnetic waves or sound waves from the position of the moving object 20 while rotating at a constant speed around the horizontal plane (360°). In this case, the transmission section 21 has a mechanism capable of changing the transmission direction by 360° on the horizontal plane.

複数の基準体30は、それぞれ所定の領域内の異なる位置(以下、基準位置ともいう)に配置される。図1では基準体30を3つ例示しているが、基準体30の数はこれに限られず4つ以上であってもよい。複数の基準体30は、それぞれ受信部31を備える。受信部31は、移動体20からの電磁波又は音波を受信する。また受信部31は、受信した電磁波又は音波に係るデータを情報処理装置40に出力する。電磁波又は音波に係るデータは、例えば受信した電磁波又は音波の受信時間、及び受信強度又は受信有無の情報を含む。また当該データは、各基準体30を識別する情報を含んでもよい。さらに当該データは、各基準体30が配置されている基準位置の情報を含んでもよい。基準位置の情報は、例えば、緯度及び経度により表される。 The plurality of reference bodies 30 are arranged at different positions (hereinafter also referred to as reference positions) within a predetermined area. Although three reference bodies 30 are illustrated in FIG. 1, the number of reference bodies 30 is not limited to this and may be four or more. Each of the plurality of reference bodies 30 has a receiving section 31 . The receiving unit 31 receives electromagnetic waves or sound waves from the moving object 20 . The receiving unit 31 also outputs data related to the received electromagnetic wave or sound wave to the information processing device 40 . The data relating to the electromagnetic wave or sound wave includes, for example, the reception time of the received electromagnetic wave or sound wave, and information on the reception intensity or presence/absence of reception. The data may also include information identifying each fiducial 30 . Furthermore, the data may include information on the reference position where each reference body 30 is arranged. Information on the reference position is represented by, for example, latitude and longitude.

例えば複数の基準体30は、所定の領域内を取り囲むように配置される。このように配置することで各基準体30は、移動体20が所定の領域内のいずれの位置から電磁波又は音波を送信しても、当該電磁波又は音波を受信することができる。 For example, a plurality of reference bodies 30 are arranged so as to surround a predetermined area. By arranging them in this way, each reference body 30 can receive an electromagnetic wave or a sound wave from any position within a predetermined area from which the moving body 20 transmits the electromagnetic wave or the sound wave.

情報処理装置40は、複数の基準体30が出力した電磁波又は音波に係るデータに基づき、移動体20の位置を推定する。ここで「移動体20の位置」は、2次元座標における位置、又は3次元座標における位置のいずれであってもよい。また「移動体20の位置」は、絶対座標における位置、又は相対座標のいずれであってもよい。絶対座標は、例えば緯度及び経度により表される位置情報である。相対座標は、例えば複数の基準体30の位置、すなわち基準位置に基づき表される位置情報である。 The information processing device 40 estimates the position of the moving body 20 based on data related to electromagnetic waves or sound waves output by the plurality of reference bodies 30 . Here, the "position of the moving body 20" may be either a position in two-dimensional coordinates or a position in three-dimensional coordinates. Also, the "position of the moving body 20" may be a position in absolute coordinates or relative coordinates. Absolute coordinates are location information represented by, for example, latitude and longitude. The relative coordinates are, for example, positions of a plurality of reference bodies 30, that is, position information represented based on reference positions.

情報処理装置40は、制御部41と、記憶部42と、通信部43と、出力部44とを備える。制御部41には、少なくとも1つのプロセッサ、少なくとも1つの専用回路、又はこれらの組み合わせが含まれる。プロセッサは、CPU(central processing unit)若しくはGPU(graphics processing unit)などの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、FPGA(field-programmable gate array)又はASIC(application specific integrated circuit)である。制御部41は、情報処理装置40の各部を制御しながら、情報処理装置40の動作に関わる処理を実行する。 The information processing device 40 includes a control unit 41 , a storage unit 42 , a communication unit 43 and an output unit 44 . Control unit 41 includes at least one processor, at least one dedicated circuit, or a combination thereof. The processor is a general-purpose processor such as a CPU (central processing unit) or GPU (graphics processing unit), or a dedicated processor specialized for specific processing. A dedicated circuit is, for example, an FPGA (field-programmable gate array) or an ASIC (application specific integrated circuit). The control unit 41 executes processing related to the operation of the information processing device 40 while controlling each unit of the information processing device 40 .

記憶部42には、少なくとも1つの半導体メモリ、少なくとも1つの磁気メモリ、少なくとも1つの光メモリ、又はこれらのうち少なくとも2種類の組み合わせが含まれる。半導体メモリは、例えば、RAM(random access memory)又はROM(read only memory)である。RAMは、例えば、SRAM(static random access memory)又はDRAM(dynamic random access memory)である。ROMは、例えば、EEPROM(electrically erasable programmable read only memory)である。記憶部42は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する。記憶部42には、情報処理装置40の動作に用いられるデータと、情報処理装置40の動作によって得られたデータとが記憶される。 The storage unit 42 includes at least one semiconductor memory, at least one magnetic memory, at least one optical memory, or a combination of at least two of these. A semiconductor memory is, for example, a RAM (random access memory) or a ROM (read only memory). RAM is, for example, SRAM (static random access memory) or DRAM (dynamic random access memory). The ROM is, for example, EEPROM (electrically erasable programmable read only memory). The storage unit 42 functions, for example, as a main memory device, an auxiliary memory device, or a cache memory. The storage unit 42 stores data used for the operation of the information processing device 40 and data obtained by the operation of the information processing device 40 .

通信部43には、少なくとも1つの通信用インタフェースが含まれる。通信用インタフェースは、例えば、LANインタフェース、WANインタフェース、LTE(Long Term Evolution)、4G(4th generation)、若しくは5G(5th generation)などの移動通信規格に対応したインタフェース、又はBluetooth(登録商標)などの近距離無線通信に対応したインタフェースである。通信部43は、情報処理装置40の動作に用いられるデータを受信し、また情報処理装置40の動作によって得られるデータを送信する。 The communication unit 43 includes at least one communication interface. The communication interface is, for example, a LAN interface, a WAN interface, an interface compatible with mobile communication standards such as LTE (Long Term Evolution), 4G (4th generation), or 5G (5th generation), or an interface such as Bluetooth (registered trademark). An interface that supports short-range wireless communication. The communication unit 43 receives data used for the operation of the information processing device 40 and transmits data obtained by the operation of the information processing device 40 .

出力部44には、少なくとも1つの出力用インタフェースが含まれる。出力用インタフェースは、例えば、ディスプレイ又はスピーカである。ディスプレイは、例えば、LCD(liquid crystal display)又は有機EL(electro luminescence)ディスプレイである。出力部44は、情報処理装置40の動作によって得られるデータを出力する。出力部44は、情報処理装置40に備えられる代わりに、外部の出力機器として情報処理装置40に接続されてもよい。接続方式としては、例えば、USB、HDMI(登録商標)、又はBluetooth(登録商標)などの任意の方式を用いることができる。 The output unit 44 includes at least one output interface. The output interface is, for example, a display or speaker. The display is, for example, an LCD (liquid crystal display) or an organic EL (electro luminescence) display. The output unit 44 outputs data obtained by the operation of the information processing device 40 . The output unit 44 may be connected to the information processing device 40 as an external output device instead of being provided in the information processing device 40 . As a connection method, any method such as USB, HDMI (registered trademark), or Bluetooth (registered trademark) can be used.

情報処理装置40の機能は、本実施形態に係るプログラムを、制御部41に相当するプロセッサで実行することにより実現される。すなわち、情報処理装置40の機能は、ソフトウェアにより実現される。プログラムは、情報処理装置40の動作をコンピュータに実行させることで、コンピュータを情報処理装置40として機能させる。すなわち、コンピュータは、プログラムに従って情報処理装置40の動作を実行することにより情報処理装置40として機能する。 The functions of the information processing device 40 are realized by executing a program according to this embodiment by a processor corresponding to the control unit 41 . That is, the functions of the information processing device 40 are realized by software. The program causes the computer to function as the information processing device 40 by causing the computer to execute the operation of the information processing device 40 . That is, the computer functions as the information processing device 40 by executing the operation of the information processing device 40 according to the program.

本実施形態においてプログラムは、コンピュータで読取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読取り可能な記録媒体は、非一時的なコンピュータ読取可能な媒体を含み、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、又は半導体メモリである。プログラムの流通は、例えば、プログラムを記録したDVD(digital versatile disc)又はCD-ROM(compact disc read only memory)などの可搬型記録媒体を販売、譲渡、又は貸与することによって行う。またプログラムの流通は、プログラムをサーバのストレージに格納しておき、サーバから他のコンピュータにプログラムを送信することにより行ってもよい。またプログラムはプログラムプロダクトとして提供されてもよい。 In this embodiment, the program can be recorded in a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include non-transitory computer-readable media, such as magnetic recording devices, optical discs, magneto-optical recording media, or semiconductor memories. The program is distributed by selling, assigning, or lending a portable recording medium such as a DVD (digital versatile disc) or a CD-ROM (compact disc read only memory) on which the program is recorded. Alternatively, the program may be distributed by storing the program in the storage of the server and transmitting the program from the server to other computers. A program may also be provided as a program product.

本実施形態においてコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラム又はサーバから送信されたプログラムを、一旦、主記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、主記憶装置に格納されたプログラムをプロセッサで読み取り、読み取ったプログラムに従った処理をプロセッサで実行する。コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行してもよい。コンピュータは、サーバからプログラムを受信する度に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行してもよい。サーバからコンピュータへのプログラムの送信は行わず、実行指示及び結果取得のみによって機能を実現する、いわゆるASP(application service provider)型のサービスによって処理を実行してもよい。プログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるものが含まれる。例えば、コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータは、「プログラムに準ずるもの」に該当する。 In this embodiment, the computer temporarily stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transmitted from a server in a main storage device. Then, the computer reads the program stored in the main storage device with the processor, and executes processing according to the read program with the processor. The computer may read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. Each time the computer receives the program from the server, the computer may sequentially execute processing according to the received program. Processing may be executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that implements functions only by executing instructions and obtaining results without transmitting a program from a server to a computer. The program includes information that is used for processing by a computer and that conforms to the program. For example, data that is not a direct instruction to a computer but that has the property of prescribing the processing of the computer corresponds to "things equivalent to a program."

情報処理装置40の制御部41は、少なくとも3つの異なる基準位置で電磁波又は音波を受信した時間に基づき、移動体20の位置を推定する。本実施形態に係る測位システム10では、基準位置の位置座標に基づき移動体20の位置を推定する。そのため測位システム10は、定期的に基準位置の位置座標の校正を行った上で、移動体20の位置を推定する。以下、移動体20の位置の推定処理の具体例(第1例~第3例)を示す。 The control unit 41 of the information processing device 40 estimates the position of the mobile object 20 based on the times when the electromagnetic waves or sound waves are received at at least three different reference positions. In the positioning system 10 according to this embodiment, the position of the mobile object 20 is estimated based on the position coordinates of the reference position. Therefore, the positioning system 10 estimates the position of the moving body 20 after periodically calibrating the position coordinates of the reference position. Specific examples (first to third examples) of the process of estimating the position of the moving object 20 are shown below.

(位置推定処理の第1例)
図2に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る測位システム10による測位方法の第1例を示す。まず基準体30の受信部31が、各基準位置で電磁波又は音波を受信する(ステップS100)。すなわち移動体20の送信部21が電磁波又は音波を送信し、各基準位置に設けられた少なくとも3つの基準体30の受信部31が、電磁波又は音波を受信する。次に情報処理装置40の制御部41は、少なくとも3つの異なる基準位置で電磁波又は音波を受信した時間に基づき、各回転角を算出する(ステップS110)。ここで「回転角」は、移動体20と各基準位置とを結ぶ各直線同士のなす角の角度である。制御部41は、算出した回転角に基づき移動体20の位置を推定する(ステップS120)。
(First example of position estimation processing)
A first example of the positioning method by the positioning system 10 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the receiver 31 of the reference body 30 receives electromagnetic waves or sound waves at each reference position (step S100). That is, the transmitter 21 of the moving body 20 transmits electromagnetic waves or sound waves, and the receivers 31 of at least three reference bodies 30 provided at each reference position receive the electromagnetic waves or sound waves. Next, the control unit 41 of the information processing device 40 calculates each rotation angle based on the times when electromagnetic waves or sound waves are received at at least three different reference positions (step S110). Here, the "rotational angle" is the angle between the straight lines connecting the moving body 20 and each reference position. The control unit 41 estimates the position of the moving body 20 based on the calculated rotation angle (step S120).

図3は、移動体20と、3つの基準体30との位置関係、及び回転角を示す図である。3つの基準体30は、それぞれ基準位置D~Dに設けられているとする。図3では、回転角θ12、θ23、及びθ31が示されている。回転角θ12は、基準位置Dに配置された基準体30と移動体20とを結ぶ直線と、基準位置Dに配置された基準体30と移動体20とを結ぶ直線とのなす角の角度である。回転角θ23は、基準位置Dに配置された基準体30と移動体20とを結ぶ直線と、基準位置Dに配置された基準体30と移動体20とを結ぶ直線とのなす角の角度である。回転角θ31は、基準位置Dに配置された基準体30と移動体20とを結ぶ直線と、基準位置Dに配置された基準体30と移動体20とを結ぶ直線とのなす角の角度である。ここで移動体20の位置は、基準位置D及びDを通る円で、かつ基準位置D及びDを通る弧の円周角がθ12となる円の円周上のいずれかである。同様に、移動体20の位置は、基準位置D及びDを通る円で、かつ基準位置D2及びD3を通る弧の円周角がθ23となる円の円周上のいずれかである。また同様に移動体20の位置は、基準位置D及びDを通る円で、かつ基準位置D及びDを通る弧の円周角がθ31となる円の円周上のいずれかである。つまりこれら3つの円の交点が、移動体20の位置である。換言すると、基準位置D~D及び回転角θ12、θ23、及びθ31に基づき、移動体20の位置を定める3つの円を表す方程式が定まり、当該方程式を満たす解が移動体20の位置となる。制御部41は、回転角θ12、θ23、及びθ31を算出し、3つの基準位置D~Dの座標並びに回転角θ12、θ23、及びθ31に基づき、移動体20の位置を推定する。 FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship and rotation angle between the moving body 20 and three reference bodies 30. As shown in FIG. It is assumed that the three reference bodies 30 are provided at reference positions D 1 to D 3 respectively. In FIG. 3, rotation angles θ 12 , θ 23 and θ 31 are shown. The rotation angle θ12 is the angle formed by a straight line connecting the reference body 30 placed at the reference position D1 and the moving body 20 and a straight line connecting the reference body 30 placed at the reference position D2 and the moving body 20. is the angle of The rotation angle θ23 is the angle formed by a straight line connecting the reference body 30 placed at the reference position D2 and the moving body 20 and a straight line connecting the reference body 30 placed at the reference position D3 and the moving body 20. is the angle of The rotation angle θ31 is the angle formed by a straight line connecting the reference body 30 placed at the reference position D3 and the moving body 20 and a straight line connecting the reference body 30 placed at the reference position D1 and the moving body 20. is the angle of Here, the position of the moving body 20 is a circle passing through the reference positions D1 and D2 , and the arc passing through the reference positions D1 and D2 has a circumference angle of θ12 . be. Similarly, the position of the moving body 20 is either on the circumference of a circle that passes through the reference positions D2 and D3 and that the arc passing through the reference positions D2 and D3 has a circumference angle of θ23 . . Similarly, the position of the moving body 20 is either on the circumference of a circle that passes through the reference positions D3 and D1 and that the arc passing through the reference positions D3 and D1 has a circumference angle of θ31 . is. That is, the intersection of these three circles is the position of the moving body 20 . In other words, based on the reference positions D 1 to D 3 and the rotation angles θ 12 , θ 23 , and θ 31 , an equation representing three circles that determine the position of the moving body 20 is determined, and the solution that satisfies the equation is the moving body 20 position. The control unit 41 calculates the rotation angles θ 12 , θ 23 , and θ 31 , and adjusts the position of the moving body 20 based on the coordinates of the three reference positions D 1 to D 3 and the rotation angles θ 12 , θ 23 , and θ 31 . Estimate location.

以下に制御部41による回転角の算出処理の一例を示す。例えば移動体20の送信部21は、鋭い指向性を持つレーザ光を水平面全周に連続的に照射可能な機器であってよい。この場合、送信部21は、一定の回転速度で回転しながら連続的にレーザを水平方向に照射する。基準体30の各受信部31は、移動体20から照射されるレーザ光を検知する。レーザ光を検知すると、各受信部31はデータを情報処理装置40に出力する。具体的には各受信部31は、レーザ光の照射有無又は強度値のデータを情報処理装置40に出力する。例えば情報処理装置40の制御部41は、3つの異なる基準位置でレーザ光を受信した時間に基づき、各回転角を算出する。図4は、レーザ光の受信時間と強度を表すグラフの一例である。ここでは、基準位置Dに設置された基準体30でのレーザ光の受信時間がt、基準位置Dに設置された基準体30でのレーザ光の受信時間がt、基準位置Dに設置された基準体30でのレーザ光の受信時間がtとする。さらに、基準位置Dに設置された基準体30での2回目のレーザ光の受信時間がtであるとする。 An example of calculation processing of the rotation angle by the control unit 41 is shown below. For example, the transmitter 21 of the moving body 20 may be a device capable of continuously radiating a laser beam having sharp directivity to the entire circumference of the horizontal plane. In this case, the transmitter 21 continuously irradiates the laser in the horizontal direction while rotating at a constant rotational speed. Each receiving unit 31 of the reference body 30 detects laser light emitted from the moving body 20 . Upon detecting the laser light, each receiving section 31 outputs data to the information processing device 40 . Specifically, each receiving unit 31 outputs data on the presence or absence of laser light irradiation or an intensity value to the information processing device 40 . For example, the control unit 41 of the information processing device 40 calculates each rotation angle based on the times when the laser light is received at three different reference positions. FIG. 4 is an example of a graph showing reception time and intensity of laser light. Here, the laser beam reception time at the reference body 30 installed at the reference position D1 is t1 , the laser beam reception time at the reference body 30 installed at the reference position D2 is t2 , and the reference position D Let t3 be the reception time of the laser beam at the reference body 30 installed at 3 . Furthermore, it is assumed that the second laser beam reception time at the reference body 30 placed at the reference position D1 is t4 .

送信部21の回転速度をP回転/sとすると、各回転角は以下の式(1)~(3)により算出される。
θ12=T12×2πP ・・・・・・・・(1)
θ23=T23×2πP ・・・・・・・・(2)
θ31=T31×2πP ・・・・・・・・(3)
ここで、T12、T23、T31はビーム光の受信時間の差であり、それぞれ以下の式(4)~(6)で表される。
12=t-t ・・・・・・・・・・(4)
23=t-t ・・・・・・・・・・(5)
31=t-t ・・・・・・・・・・(6)
なおここでθ31は、以下の式(7)により算出してもよい。
θ31=2π―(θ12+θ23) ・・・・(7)
Assuming that the rotation speed of the transmission unit 21 is P rotations/s, each rotation angle is calculated by the following equations (1) to (3).
θ 12 =T 12 ×2πP (1)
θ 23 =T 23 ×2πP (2)
θ 31 =T 31 ×2πP (3)
Here, T 12 , T 23 , and T 31 are differences in reception time of light beams, and are represented by the following equations (4) to (6), respectively.
T 12 = t 2 - t 1 (4)
T 23 = t 3 - t 2 (5)
T 31 = t 4 - t 3 (6)
Note that θ31 may be calculated by the following equation (7).
θ 31 =2π−(θ 1223 ) (7)

つまり上述のように、制御部41は、通信部43により受信した電磁波又は音波に係るデータを用いて、少なくとも3つの異なる基準位置でレーザ光を受信した時間に基づき回転角を算出し、当該回転角により移動体20の位置を推定する。 That is, as described above, the control unit 41 uses the data related to the electromagnetic wave or sound wave received by the communication unit 43 to calculate the rotation angle based on the time at which the laser light is received at at least three different reference positions. The position of the moving body 20 is estimated from the angle.

ここで、レーザ光が鋭い指向性を持つ場合には図4のグラフに示されように各時間t~tにおいて各1点ずつのデータが得られる。他方でレーザ光の指向性が鋭くない場合は、各時間t~tを中心に複数点のデータが出力される可能性がある。このように複数点のデータが場合、例えば強度値の極大値が得られた時間をレーザ光の受信時間として、回転角を算出することができる。 Here, when the laser beam has sharp directivity, one point of data is obtained at each time t 1 to t 4 as shown in the graph of FIG. On the other hand, if the directivity of the laser beam is not sharp, there is a possibility that multiple points of data will be output around each time t 1 to t 4 . In the case of such multiple points of data, for example, the rotation angle can be calculated using the time at which the maximum value of the intensity value is obtained as the reception time of the laser light.

またここで、送信部21が、一定の回転速度で回転しながら連続的にレーザを水平方向に照射する例を示したがこれに限られない。例えば送信部21は、回転速度を変えて連続的にレーザを水平方向に照射してもよい。この場合、移動体20は、送信部21の各時刻の回転速度を把握し、当該回転速度に基づき、θ12、θ23、及びθ31を求めればよい。あるいは移動体20は、送信部21の回転角度をセンサ等により検知してもよく、この場合、かかるセンサによりθ12、θ23、及びθ31を求めればよい。 Although an example in which the transmitter 21 continuously irradiates the laser in the horizontal direction while rotating at a constant rotational speed is shown here, the present invention is not limited to this. For example, the transmission unit 21 may change the rotation speed and continuously irradiate the laser in the horizontal direction. In this case, the moving body 20 may grasp the rotation speed of the transmission unit 21 at each time, and obtain θ 12 , θ 23 , and θ 31 based on the rotation speed. Alternatively, the moving body 20 may detect the rotation angle of the transmission unit 21 by a sensor or the like. In this case, θ 12 , θ 23 , and θ 31 may be obtained by the sensor.

(位置推定処理の第2例)
図5に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る測位システム10による測位方法の第2例を示す。まず基準体30の受信部31が、各基準位置で電磁波又は音波を受信する(ステップS200)。すなわち移動体20の送信部21が電磁波又は音波を送信し、各基準位置に設けられた少なくとも3つの基準体30の受信部31が、電磁波又は音波を受信する。次に情報処理装置40の制御部41は、少なくとも3つの異なる基準位置で電磁波又は音波を受信した時間に基づき、受信パターンを生成する(ステップS210)。受信パターンは、例えば、電磁波又は音波を各基準位置で受信した時間順に並べた時系列の信号パターンである。
(Second example of position estimation processing)
A second example of the positioning method by the positioning system 10 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the receiver 31 of the reference body 30 receives electromagnetic waves or sound waves at each reference position (step S200). That is, the transmitter 21 of the moving body 20 transmits electromagnetic waves or sound waves, and the receivers 31 of at least three reference bodies 30 provided at each reference position receive the electromagnetic waves or sound waves. Next, the control unit 41 of the information processing device 40 generates a reception pattern based on the times when electromagnetic waves or sound waves are received at at least three different reference positions (step S210). The reception pattern is, for example, a time-series signal pattern in which electromagnetic waves or sound waves are arranged in order of reception time at each reference position.

図6に、所定の領域内に移動体20とn個の基準体30とが配置されている例を示す。図6に示す例では、n個の基準体30が、それぞれ基準位置D~Dに設けられている。第1例と同様に、例えば移動体20の送信部21は、鋭い指向性を持つレーザビームを水平面全周に連続的に照射可能な機器であってよい。この場合、送信部21は、一定の回転速度で回転しながら連続的にレーザを水平方向に照射する。基準体30の各受信部31は、移動体20から照射されるレーザ光を検知する。レーザ光を検知すると、各受信部31はデータを情報処理装置40に出力する。図7は、レーザ光の受信時間と強度を表すグラフ、すなわちレーザ光を受信した時間から定まる受信パターンである。 FIG. 6 shows an example in which a moving body 20 and n reference bodies 30 are arranged within a predetermined area. In the example shown in FIG. 6, n reference bodies 30 are provided at reference positions D 1 to D n respectively. As in the first example, for example, the transmitter 21 of the moving body 20 may be a device capable of continuously radiating a laser beam having sharp directivity over the entire circumference of the horizontal plane. In this case, the transmitter 21 continuously irradiates the laser in the horizontal direction while rotating at a constant rotational speed. Each receiving unit 31 of the reference body 30 detects laser light emitted from the moving body 20 . Upon detecting the laser light, each receiving section 31 outputs data to the information processing device 40 . FIG. 7 is a graph showing the reception time and intensity of the laser light, that is, the reception pattern determined from the time at which the laser light was received.

図5を再び参照し、制御部41は、生成した受信パターンと、予め所定の領域内の各位置で得られる基準の受信パターンのデータ(以下、基準受信パターンという)とを比較する(ステップS220)。情報処理装置40の記憶部42は、予め所定の領域内の各位置で得られる基準受信パターンを記憶している。例えば、所定の領域が縦10m、横5mの矩形状の領域である場合、1mm間隔で移動体20の縦方向又は横方向の位置を変えたときに各位置で得られる受信パターンを実験又はシミュレーション等により予め生成する。そして当該受信パターンを基準受信パターンとして記憶部42に記憶してもよい。制御部41は、比較処理の結果に基づき移動体20の位置を推定する(ステップS230)。具体的には制御部41は、受信パターンと記憶部42の各基準受信パターンとの差を最小二乗法で評価し、最も誤差の小さい基準受信パターンに対応する位置を、移動体20の位置と推定する。 Referring to FIG. 5 again, the control unit 41 compares the generated reception pattern with reference reception pattern data (hereinafter referred to as reference reception pattern) obtained in advance at each position within a predetermined area (step S220). ). The storage unit 42 of the information processing device 40 stores in advance the reference reception pattern obtained at each position within the predetermined area. For example, if the predetermined area is a rectangular area of 10 m long and 5 m wide, an experiment or simulation is performed on the reception pattern obtained at each position when the position of the moving body 20 in the vertical direction or the horizontal direction is changed at intervals of 1 mm. etc., to generate in advance. Then, the reception pattern may be stored in the storage unit 42 as the reference reception pattern. The control unit 41 estimates the position of the moving body 20 based on the result of the comparison process (step S230). Specifically, the control unit 41 evaluates the difference between the reception pattern and each reference reception pattern in the storage unit 42 by the method of least squares, and determines the position corresponding to the reference reception pattern with the smallest error as the position of the moving body 20. presume.

(位置推定処理の第3例)
図8に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る測位システム10による測位方法の第3例を示す。第3例では概略として、移動体20の位置の推定を、計算で用いる基準位置を変えて繰り返し行い、推定位置のヒストグラムに基づき移動体の位置を推定する。はじめに情報処理装置40の制御部41は、繰り返し計算のためのカウンタである変数iを0に初期化する(ステップS300)。次に基準体30の受信部31が、各基準位置で電磁波又は音波を受信する(ステップS310)。すなわち移動体20の送信部21が電磁波又は音波を送信し、各基準位置に設けられた4つ以上の基準体30の受信部31が、電磁波又は音波を受信する。次に情報処理装置40の制御部41は、4つ以上の基準体30の中から、3つの基準体30をランダムに選択する。換言すると制御部41は、4つ以上の基準位置から3つの基準位置をランダムに選択する(ステップS320)。そして制御部41は、選択した3つの異なる基準体30(3つの異なる基準位置)で電磁波又は音波を受信した時間に基づき、各回転角を算出する(ステップS330)。制御部41は、算出した回転角に基づき推定した移動体20の推定位置Pを記憶部42に記憶する(ステップS340)。
(Third example of position estimation processing)
A third example of the positioning method by the positioning system 10 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the third example, as an outline, the position of the moving body 20 is estimated repeatedly by changing the reference position used in the calculation, and the position of the moving body is estimated based on the histogram of the estimated positions. First, the control unit 41 of the information processing device 40 initializes a variable i, which is a counter for repeated calculation, to 0 (step S300). Next, the receiver 31 of the reference body 30 receives electromagnetic waves or sound waves at each reference position (step S310). That is, the transmitter 21 of the moving body 20 transmits electromagnetic waves or sound waves, and the receivers 31 of four or more reference bodies 30 provided at each reference position receive the electromagnetic waves or sound waves. Next, the control unit 41 of the information processing device 40 randomly selects three reference objects 30 from the four or more reference objects 30 . In other words, the control unit 41 randomly selects three reference positions from four or more reference positions (step S320). Then, the control unit 41 calculates each rotation angle based on the time when the electromagnetic waves or sound waves are received by the selected three different reference bodies 30 (three different reference positions) (step S330). The control unit 41 stores the estimated position P i of the moving object 20 estimated based on the calculated rotation angle in the storage unit 42 (step S340).

続いて制御部41は、変数iが閾値imaxを超過しているかを判定する。変数iが閾値imaxを超過していない場合、制御部41は変数iの値をインクリメントする(ステップS350)。そしてプロセスはステップS320に戻る。ここでimaxは基準体30の数(基準位置の数)、及び計算負荷に応じて予め定められる。例えばimaxは、基準位置から3つを選択する組み合わせの数と等しい値にしてもよく、当該数よりも少ない値であってもよい。 Subsequently, the control unit 41 determines whether the variable i exceeds the threshold imax . If the variable i does not exceed the threshold i max , the controller 41 increments the value of the variable i (step S350). The process then returns to step S320. Here, i max is predetermined according to the number of reference bodies 30 (the number of reference positions) and the calculation load. For example, i max may have a value equal to the number of combinations that select three from the reference position, or may have a value smaller than this number.

他方で変数iが閾値imaxを超過している場合、プロセスはステップS370に進む。この場合、制御部41は、移動体20の推定位置Pのヒストグラムに基づき、移動体20の位置を推定する(ステップS370)。図9に、移動体20の推定位置Pのヒストグラムを示す図である。例えば制御部41は、ヒストグラムの分布重心を求めて、当該分布中心を移動体20の位置と推定する。換言すると制御部41は、ヒストグラムのうち、最も頻度の多い付近の重心をとることで、移動体20の位置を推定できる。 On the other hand, if the variable i exceeds the threshold i max , the process continues to step S370. In this case, the control unit 41 estimates the position of the moving body 20 based on the histogram of the estimated positions P i of the moving body 20 (step S370). FIG. 9 is a diagram showing a histogram of the estimated position P i of the moving object 20. As shown in FIG. For example, the control unit 41 obtains the distribution center of gravity of the histogram and estimates the distribution center as the position of the moving object 20 . In other words, the control unit 41 can estimate the position of the moving body 20 by taking the center of gravity in the vicinity of the histogram with the highest frequency.

このように本実施形態に係る測位システム10は、少なくとも3つの異なる基準位置で電磁波又は音波を受信した時間に基づき、移動体20の位置を推定する。具体的には例えば測位システム10は、電磁波又は音波を受信した時間に基づき回転角度を算出して移動体20の位置を算出する。また具体的には例えば測位システム10は、電磁波又は音波を受信した時間による受信パターンに基づき、移動体20の位置を算出する。あるいは例えば測位システム10は、推定位置のヒストグラムに基づき、移動体20の位置を算出する。そのため、経路中の気体の状態(湿度、温度等)の影響を受けづらく、高精度の位置推定を行うことができる。また、本実施形態に係る測位システム10によれば、移動体20と基準体30との同期をとる必要がなく、移動体20の位置を推定することができる。 In this manner, the positioning system 10 according to this embodiment estimates the position of the mobile object 20 based on the times when electromagnetic waves or sound waves are received at at least three different reference positions. Specifically, for example, the positioning system 10 calculates the position of the moving object 20 by calculating the rotation angle based on the time when the electromagnetic waves or sound waves are received. Further, specifically, for example, the positioning system 10 calculates the position of the moving object 20 based on the reception pattern according to the time when the electromagnetic waves or sound waves are received. Alternatively, for example, the positioning system 10 calculates the position of the mobile object 20 based on a histogram of estimated positions. Therefore, highly accurate position estimation can be performed without being affected by the state of the gas (humidity, temperature, etc.) in the route. Further, according to the positioning system 10 according to the present embodiment, the position of the mobile object 20 can be estimated without the necessity of synchronizing the mobile object 20 and the reference object 30 .

なお、例えば屋内での位置推定において天井等に画像等を設けて当該画像の認識により位置推定する手法も考えられるが、当該手法を採用しようとすると場所ごとに特徴のある画像パターンを用意しなければならない等、実現は容易ではない。他方で本実施形態に係る測位システム10によれば、比較的簡易な構成で高精度の位置推定を行うことができる。 For example, when estimating a position indoors, a method of estimating a position by recognizing an image provided on the ceiling or the like is also conceivable. However, it is not easy to implement. On the other hand, according to the positioning system 10 according to the present embodiment, highly accurate position estimation can be performed with a relatively simple configuration.

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成又は各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成又はステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the present disclosure has been described with reference to figures and examples, it should be noted that various variations and modifications will be readily apparent to those skilled in the art based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included within the scope of this disclosure. For example, functions included in each configuration or each step can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and multiple configurations or steps can be combined into one or divided. .

例えば、測位システム10は、移動体20の向きを推定してもよい。例えば測位システム10は、複数の基準位置のうち少なくとも2つの隣接する基準位置を特定の間隔で配置し、該隣接する基準位置において電磁波又は音波を受信した時間に基づき、移動体20の向きを推定してもよい。換言すると、例えば複数の基準体30の一部を特定の間隔(以下、特定配置ともいう)で並べることにより、当該一部の基準体30での電磁波又は音波の受信パターンが他の部分と区別できるようにする。特定配置は、例えば等間隔で近接する配置である。ここで特定配置は、等間隔の配置でなくてもよく、2種類以上の間隔のパターンを組み合わせたものであってもよい。このようにすることで制御部41は、受信パターン中において当該特定配置に対応する受信パターンが出現する位置(時間)に基づき、移動体20の向きを推定することができる。例えば間隔が極端に狭い特定配置を設けた場合、制御部41は、これに対応する3つの極端に狭い連続する3つの検知信号に基づき回転原点方向を定め、移動体20の向きを推定することができる。 For example, the positioning system 10 may estimate the orientation of the mobile object 20 . For example, the positioning system 10 arranges at least two adjacent reference positions out of a plurality of reference positions at specific intervals, and estimates the orientation of the mobile object 20 based on the time when electromagnetic waves or sound waves are received at the adjacent reference positions. You may In other words, for example, by arranging a portion of the plurality of reference bodies 30 at a specific interval (hereinafter also referred to as a specific arrangement), the reception pattern of the electromagnetic wave or sound wave at the part of the reference body 30 can be distinguished from the other parts. It can be so. The specific arrangement is, for example, an arrangement that is closely spaced at equal intervals. Here, the specific arrangement does not have to be arranged at equal intervals, and may be a combination of patterns with two or more types of intervals. By doing so, the control unit 41 can estimate the orientation of the moving object 20 based on the position (time) at which the reception pattern corresponding to the specific arrangement appears in the reception pattern. For example, when a specific arrangement with an extremely narrow interval is provided, the control unit 41 determines the rotation origin direction based on three extremely narrow consecutive detection signals corresponding to this, and estimates the orientation of the moving body 20. can be done.

また例えば測位システム10は、移動体20にレーザ距離計をさらに備えて、当該レーザ距離計による測定結果に基づき、移動体20の位置及び向きの少なくとも一方の推定結果を補正し、推定精度を向上させてもよい。例えば、所定の領域のうち一部の壁の角に、当該所定の領域内で他と区別可能な異なる特徴形状を付加してもよい。移動体20のレーザ距離計は、壁からの反射波に基づく点群データにより、所定の領域内の距離マップを作製可能である。図10に点群データの一例を示す。点群データ101は、特徴形状を付加していない壁から得られるデータである。他方で点群データ102は、特徴形状を付加した壁から得られるデータである。測位システム10は、点群データ102に基づき、移動体20の位置及び向きの少なくとも一方の推定結果を補正してもよい。また、測位システム10は、点群データを使用することで領域周辺の距離マップを作成してもよい。当該距離マップの作成において、例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)等の技術を採用可能である。測位システム10は、SLAMで求めたおおよその位置を出発点として、探索範囲を絞り移動体20の位置を推定してもよい。このようにすることで、位置の推定処理の高速化及び高精度化を図ることができる。 In addition, for example, the positioning system 10 further includes a laser rangefinder in the mobile body 20, and corrects the estimated result of at least one of the position and orientation of the mobile body 20 based on the measurement result of the laser rangefinder, thereby improving the estimation accuracy. You may let For example, the corners of some walls in a predetermined area may be given different feature shapes distinguishable from others in the predetermined area. The laser rangefinder of the moving body 20 can create a distance map within a predetermined area from point cloud data based on reflected waves from walls. FIG. 10 shows an example of point cloud data. The point cloud data 101 is data obtained from a wall to which no characteristic shape is added. On the other hand, the point cloud data 102 is data obtained from walls to which feature shapes are added. The positioning system 10 may correct the estimated result of at least one of the position and orientation of the moving body 20 based on the point cloud data 102 . The positioning system 10 may also create a distance map around the area by using the point cloud data. Techniques such as SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) can be employed in creating the distance map. The positioning system 10 may estimate the position of the moving object 20 by narrowing the search range, starting from the approximate position obtained by SLAM. By doing so, it is possible to increase the speed and accuracy of the position estimation process.

また例えば、移動体20が送信する電磁波又は音波に、移動体20を識別する情報を含めてもよい。かかる情報は、例えば電磁波又は音波の周波数、振幅、位相、又は変調方式であってもよい。あるいは係る情報は、例えば電磁波又は音波による送信信号に含まれるID情報であってもよい。このようにすることで、所定の領域内に複数の移動体20が存在する場合に、それぞれの移動体20の位置及び向きを推定することができる。 Further, for example, information for identifying the moving body 20 may be included in the electromagnetic waves or sound waves transmitted by the moving body 20 . Such information may be, for example, the frequency, amplitude, phase, or modulation scheme of the electromagnetic or acoustic waves. Alternatively, such information may be, for example, ID information contained in a transmission signal by electromagnetic waves or sound waves. By doing so, when a plurality of moving bodies 20 exist within a predetermined area, the position and orientation of each moving body 20 can be estimated.

10 測位システム
20 移動体
21 送信部
30 基準体
31 受信部
40 情報処理装置
41 制御部
42 記憶部
43 通信部
44 出力部
REFERENCE SIGNS LIST 10 positioning system 20 moving object 21 transmitting unit 30 reference object 31 receiving unit 40 information processing device 41 control unit 42 storage unit 43 communication unit 44 output unit

Claims (4)

移動体から一定の回転速度で水平方向かつ複数の方向へそれぞれ異なる時間に電磁波又は音波を送信するステップと、
前記電磁波又は音波を少なくとも3つの異なる基準位置で受信するステップと、
前記少なくとも3つの異なる基準位置と、前記少なくとも3つの異なる基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間とに基づき、前記移動体と各基準位置との各回転角を算出することにより、もしくは受信パターンを生成し、生成した該受信パターンと基準受信パターンとを比較することにより、前記移動体の位置を推定するステップと、
を含む測位方法であって、
前記測位方法はさらに、前記少なくとも3つの異なる基準位置のうち少なくとも2つの隣接する基準位置を特定の間隔で配置し、該隣接する基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間に基づき、該隣接する基準位置に対する前記移動体の向きを推定するステップと、
前記移動体が移動する領域内に存在する所定形状の壁からの反射波に基づく点群データを得るステップと、
前記点群データに基づき、前記移動体の位置及び前記移動体の向きの推定結果の少なくともいずれか一方を補正するステップと、
を含む測位方法。
a step of transmitting electromagnetic waves or sound waves from a moving body at a constant rotational speed in a horizontal direction and in a plurality of directions at different times;
receiving the electromagnetic waves or sound waves at at least three different reference locations;
By calculating each rotation angle between the moving object and each reference position, or a reception pattern and estimating the position of the mobile object by comparing the generated reception pattern with a reference reception pattern ;
A positioning method comprising
The positioning method further includes arranging at least two adjacent reference positions among the at least three different reference positions at a specific interval, and based on the time at which the electromagnetic waves or sound waves are received at the adjacent reference positions, the adjacent reference positions. estimating an orientation of the moving object relative to a reference position ;
a step of obtaining point cloud data based on reflected waves from walls of a predetermined shape existing within the region in which the moving object moves;
a step of correcting at least one of estimation results of the position of the moving body and the orientation of the moving body based on the point cloud data;
Positioning method including.
移動体から一定の回転速度で水平方向かつ複数の方向へそれぞれ異なる時間に電磁波又は音波を送信するステップと、
前記電磁波又は音波を少なくとも3つの異なる基準位置で受信するステップと、
前記少なくとも3つの異なる基準位置と、前記少なくとも3つの異なる基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間とに基づき、前記移動体と各基準位置との各回転角を算出することにより、もしくは受信パターンを生成し、生成した該受信パターンと基準受信パターンとを比較することにより、前記移動体の位置を推定するステップと、
を含む測位方法であって、
前記測位方法はさらに、
前記移動体が移動する領域内に存在する所定形状の壁からの反射波に基づく点群データを得るステップと、
前記点群データに基づき、前記移動体の位置の推定結果を補正するステップと、
を含む測位方法。
a step of transmitting electromagnetic waves or sound waves from a moving body at a constant rotational speed in a horizontal direction and in a plurality of directions at different times;
receiving the electromagnetic waves or sound waves at at least three different reference locations;
By calculating each rotation angle between the moving object and each reference position, or a reception pattern and estimating the position of the mobile object by comparing the generated reception pattern with a reference reception pattern ;
A positioning method comprising
The positioning method further comprises:
a step of obtaining point cloud data based on reflected waves from walls of a predetermined shape existing within the region in which the moving object moves;
a step of correcting the estimation result of the position of the moving object based on the point cloud data ;
Positioning method including.
移動体と情報処理装置とを含む測位システムであって、
前記移動体が、一定の回転速度で水平方向かつ複数の方向へそれぞれ異なる時間に電磁波又は音波を送信し、
前記情報処理装置が、少なくとも3つの異なる基準位置と、前記少なくとも3つの異なる基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間とに基づき、前記移動体と各基準位置との各回転角を算出することにより、もしくは受信パターンを生成し、生成した該受信パターンと基準受信パターンとを比較することにより、前記移動体の位置を推定し、
前記少なくとも3つの異なる基準位置のうち少なくとも2つの隣接する基準位置を特定の間隔で配置し、前記情報処理装置は、該隣接する基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間に基づき、前記移動体の向きを推定し、
前記移動体が移動する領域内に存在する所定形状の壁からの反射波に基づく点群データを取得し、
前記点群データに基づき、前記移動体の位置及び前記移動体の向きの推定結果の少なくともいずれか一方を補正する測位システム。
A positioning system including a mobile body and an information processing device,
The moving body transmits electromagnetic waves or sound waves in a horizontal direction at a constant rotational speed and in a plurality of directions at different times,
The information processing device calculates each rotation angle between the moving object and each reference position based on at least three different reference positions and the times at which the electromagnetic waves or sound waves are received at the at least three different reference positions. or by generating a reception pattern and comparing the generated reception pattern with a reference reception pattern, estimating the position of the mobile body;
At least two adjacent reference positions out of the at least three different reference positions are arranged at a specific interval, and the information processing device determines, based on the time at which the electromagnetic waves or sound waves are received at the adjacent reference positions, the moving body Estimate the orientation of
Acquiring point cloud data based on reflected waves from walls of a predetermined shape existing in the area in which the moving object moves,
A positioning system that corrects at least one of a position of the moving body and an orientation of the moving body based on the point cloud data .
移動体と情報処理装置とを含む測位システムであって、
前記移動体が、一定の回転速度で水平方向かつ複数の方向へそれぞれ異なる時間に電磁波又は音波を送信し、
前記情報処理装置が、少なくとも3つの異なる基準位置と、前記少なくとも3つの異なる基準位置において前記電磁波又は音波を受信した時間とに基づき、前記移動体と各基準位置との各回転角を算出することにより、もしくは受信パターンを生成し、生成した該受信パターンと基準受信パターンとを比較することにより、前記移動体の位置を推定し、
前記移動体が移動する領域内に存在する所定形状の壁からの反射波に基づく点群データを取得し
前記点群データに基づき、前記移動体の位置の推定結果を補正する、測位システム。
A positioning system including a mobile body and an information processing device,
The moving body transmits electromagnetic waves or sound waves in a horizontal direction at a constant rotational speed and in a plurality of directions at different times,
The information processing device calculates each rotation angle between the moving object and each reference position based on at least three different reference positions and the times at which the electromagnetic waves or sound waves are received at the at least three different reference positions. or by generating a reception pattern and comparing the generated reception pattern with a reference reception pattern, estimating the position of the mobile body;
Acquiring point cloud data based on reflected waves from walls of a predetermined shape existing in the area in which the moving object moves,
A positioning system that corrects a position estimation result of the moving object based on the point cloud data .
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