专利名称：信息取得装置、信息取得方法、程序以及信息取得系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息取得装置、信息取得方法、程序以及信息取得系统。
背景技术：
以往，存在可以个别地辨别存在于空间内的多个对象的系统。
例如，在日本特开2009-118178号公报中有如下记载。
多个对象在某建筑的楼层内自由移动的状况下，在顶棚等的视野开阔的场所配置 进行图像传感器通信的接收机(照相机)，各对象使用LED (Light Emitting Diode)等发出 根据自己的ID调制后的光。
接收机接收从测定对象装置发出的光并辨别各ID的存在，由此得到用各ID进行 区别的各对象彼此之间的位置关系。
在如上述这样的系统中，在各对象例如分别为自行式机器人的情况下，可以辨别 由自己看到的各对象的位置。
然而，在将各对象的位置信息传递给其他的各对象、且彼此保持良好的位置关系 进行移动的情况下，需要准备另外的控制系统。发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，在将可移动的对象看作节点 (node)的情况下，在存在多个这样的节点的空间内可提高与各节点的位置相关的辨别。
本发明的信息取得装置，具有
受光单元，其具有二维的受光面；
解码单元，其在由所述二维的受光面接收到的光是对信息进行了亮度调制的光的 情况下，从该接收到的光向所述信息进行解码；和
取得单元，其在由该解码单元解码后的信息中包含发出所述光的物体的空间上的 位置信息的情况下，通过从多个光源分别接收该光并使所述解码单元解码来得到多个位置 信息，从而根据这多个位置信息取得所述空间中的自己的位置信息。
本发明的信息取得方法，包括以下步骤
受光步骤，在受光部中的二维的受光面接收光；
解码步骤，在由该受光步骤接收到的光是对信息进行了亮度调制的光的情况下， 从该接收到的光向所述信息进行解码；和
取得步骤，在由该解码步骤解码后的信息中包含发出所述光的物体的空间上的位 置信息的情况下，通过从多个光源分别接收该光并使所述解码步骤解码来得到多个位置信 息，从而根据这多个位置信息取得所述空间中的自己的位置信息。
本发明的程序，使具备受光部的计算机作为以下单元发挥功能
受光单元，其在受光部中的二维的受光面接收光；
解码单元，其在由该受光单元接收到的光是对信息进行了亮度调制的光的情况下，从该接收到的光向所述信息进行解码；和
取得单元，其在由该解码单元解码后的信息中包含发出所述光的物体的空间上的 位置信息的情况下，通过从多个光源分别接收该光并使所述解码单元解码来得到多个位置 信息，从而根据这多个位置信息取得所述空间中的自己的位置信息。
本发明的信息取得系统，由多个信息取得装置构成，其中各信息取得装置分别具 备
受光单元，其具有二维的受光面；
解码单元，其在自己以外的其他信息取得装置发光、且由所述二维的受光面接收 到的光是对信息进行了亮度调制的光的情况下，从该接收到的光向所述信息进行解码；
取得单元，其在由该解码单元解码后的信息中包含发出所述光的所述其他信息取 得装置的空间上的位置信息的情况下，通过接收多个该光并使所述解码单元解码来得到所 述多个其他信息取得装置的位置信息，从而根据这多个位置信息取得所述空间中的自己的 信息取得装置的位置信息；
发光单元；和
发光控制单元，其对由所述取得单元取得到的自己的位置信息进行亮度调制，并 控制所述发光单元以该调制后的亮度进行发光。


图1是表示构成本发明的一实施方式涉及的信息取得系统的、多个机器人以及基 准光源的配置的一例的立体图。
图2是构成本发明的一实施方式涉及的信息取得系统的、多个机器人以及基准光 源的配置的俯视图。
图3是表示本发明的一实施方式涉及的机器人的构成的一例的图。
图4是表示由本发明的一实施方式涉及的机器人进行的信息发送的动作的流程 图。
图5是表示由本发明的一实施方式涉及的机器人所发送的自节点信息的一例的 图。
图6是表示由本发明的一实施方式涉及的机器人所发送的他节点信息的一例的 图。
图7是表示由本发明的一实施方式涉及的机器人进行的绝对位置判别的动作的 流程图。
图8A是表示在本发明的一实施方式涉及的各机器人中拍摄到的图像的第I例的 图。
图8B是表示在本发明的一实施方式涉及的各机器人中拍摄到的图像的第2例的 图。
图8C是表示在本发明的一实施方式涉及的各机器人中拍摄到的图像的第3例的 图。
图8D是表示在本发明的一实施方式涉及的各机器人中拍摄到的图像的第4例的 图。
图SE是表示在本发明的一实施方式涉及的各机器人中拍摄到的图像的第5例的图。
图9A是表示由本发明的一实施方式涉及的机器人进行的位置判别的第I顺序的一例的图。
图9B是表示由本发明的一实施方式涉及的机器人进行的位置判别的第2顺序的一例的图。
图9C是表示由本发明的一实施方式涉及的机器人进行的位置判别的第3顺序的一例的图。
图10是表示本发明的一实施方式涉及的各机器人的配置的一例的图。
图1lA是表示在本发明的一实施方式涉及的各机器人中拍摄到的图像的第6例的图。
图1lB是表示在本发明的一实施方式涉及的各机器人中拍摄到的图像的第7例的图。
图12是表示由本发明的一实施方式涉及的机器人进行的位置判别的顺序的一例的图。
图13是表示由本发明的一实施方式涉及的各机器人进行的位置判别的时间过渡的一例的图。
图14是表示由本发明的一实施方式涉及的各机器人进行的位置判别的时间过渡的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
如图1以及图2所示，信息取得系统I构成为包括存在于作业空间内的机器人100A、100B、100C、100D、100E (这些机器人为信息取得装置，以下称作“机器人100”)、在该 机器人100进行移动的作业空间内其位置和发光面的形状不变的基准光源200。另外，在该 作业空间内配置有柱501以及502 (障碍物)。
各机器人100能够在作业空间内移动，作为一例而执行下述作业分担并进行该 作业空间内的清扫等。
而且，各机器人100在置于该作业空间内的最初状态下，设没有辨别该作业空间 中的自己的绝对位置以及绝对方位。
(绝对位置是指，以作业空间内的规定位置为原点的2维平面上的机器人100的位 置；绝对方位是指，以作业空间内的规定位置为原点的2维平面上的机器人100的摄像部内 的受光面(后述)的中心轴的方位。)
机器人100具有图像传感器通信功能。机器人100在移动中随时接收从基准光源 200发出的光、从其他机器人100发出的根据表示该其他机器人100的绝对位置的位置信息 而调制后的光等，逐次拍摄这些光并向信息进行解码，从而判别自己的绝对位置。
另外，机器人100发出根据表示自己的绝对位置的位置信息而调制后的光，支援 接收到该光的其他机器人100判别自己的绝对位置。
在图2中用点线(直线)描绘出的范围表示各机器人100设置于自身的照相机的摄像视角(即受光范围)。
接着，说明在各机器人100中共同的详细构成。
如图3所示，机器人100具备控制部102、存储器104、驱动机构105、透镜112、摄像部114、缓冲器118、解码处理部120、编码/调制部130、驱动部132以及发光部134。
控制部102 例如由 CPU (Central Processing Unit)构成。
控制部102按照在存储器104中存储的程序(例如，后述的图4以及图7所示的用于实现机器人100的动作的程序)执行软件处理，由此控制机器人100所具备的各种功倉泛。
控制部102具备他节点信息取得部142和自节点位置判别部144。
存储器104 例如是 RAM (Random Access Memory) > ROM (Read Only Memory)
存储器104存储机器人100中的用于控制等的各种信息(程序等)。
驱动机构105由用于使机器人移动的电机、车轮、转向机构等构成。
驱动机构105通过输入基于由控制部102进行的驱动控制的控制信号而进行驱动，从而使机器人100移动 。
透镜112由变焦透镜以及聚焦透镜构成。
透镜112通过由控制部102进行的对焦控制而动作，来控制摄像部114所摄像的摄像视角、光学像。
摄像部114由在受光面115上规则地二维排列的多个受光元件构成。
受光兀件例如为CCD (Charge Coupled Device)、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等摄像器件。
摄像部114基于来自控制部102的控制信号以规定范围的摄像视角拍摄(接收) 经由透镜112入射的光学像，将该摄像视角内的图像信号变换成数字数据而生成帧。
另外，摄像部114在时间上连续地进行摄像和帧的生成，并将连续的帧依次存储并更新到缓冲器118。
控制部102在依次拍摄到的多个帧的各个帧中，针对同一像素区域的亮度，判别有无伴随时间序列的变化。
并且，在该判别结果是某像素区域的亮度在任意的一帧内为第I规定值以上、且在其他的任意的一帧内为第2规定值以下的情况下，判别出该像素区域的亮度由于其他机器人100、基准光源200的闪烁发光而发生了变化。
并且，在如上述那样进行判别之际，控制部102将表示该像素区域(以下称为“亮点区域”)的外缘部的位置的信息(亮点区域范围信息)、和该亮点区域内的向规定数的帧过渡的时间性亮度变化的样态(点亮以及熄灭)分别用进行表示，并根据这些信息来生成比特数据串，存储并更新至缓冲器118中所构成的坐标数据列表。
此外，在存在多个亮点区域的情况下，控制部102针对每个亮点区域生成亮点区域范围信息和比特数据串。
解码处理部120基于来自控制部102的控制信号，将缓冲器118内的坐标数据列表中所存储的表示亮度变化的样态的比特数据串解码成数字数据。
解码方式采用与其他机器人100内的编码/调制部130以及基准光源200中的编码方式相对应的方式。
编码/调制部130将从控制部102输出的数据编码成比特数据串。
进而，编码/调制部130进行基于比特数据串的数字调制。
编码方式以及调制方式是任意的，作为调制方式优选采用使用了频率为 28. 8 (kHz)的副载波的 4PPM (Pulse Position Modulation)。
驱动部132对应于从编码/调制部130输出的信号，生成用于使发光部134所发出的光的亮度时间性变化的驱动信号。
驱动信号为如下信号对应于比特“1”，在存在脉冲的时刻，指示将亮度提升至第 I规定值以上，对应于比特“0”，在不存在脉冲的时刻，指示将亮度下降至第2规定值以下 (其中，第2规定值<第I规定值)以下。
发光部134根据从驱动部132输出的驱动信号，从发光面135发出在时间上亮度变化为第I规定值以上和第2规定值以下的光。在本实施方式中，发光面135例如是直径为5cm左右的圆形，与基准光源200的发光面相比非常小。
其次，说明机器人100的动作。
首先，说明信息发送时。
如图4所示，在步骤SlOl中，机器人100发出与该机器人100(自节点)相关的信息、即自节点信息(第I自节点信息)光。
具体而言，在步骤SlOl中，控制部102生成第I自节点信息。如图5所示，上述第 I自节点信息300包括自节点ID301、自光源形状信息302、位置确定状态信息303、自节点位置信息304以及自节点方位信息305。
自节点ID301是用于将作为所对应的自节点的机器人100与作为他节点的机器人 100进行识别的识别信息。
自光源形状信息302是表示在作为所对应的自节点的机器人100中设置的发光部 134的发光面135的形状以及尺寸的向量信息。
位置确定状态信息303是表示针对作为所对应的自节点的机器人100而言为下述哪种状态的信息
·位置没有确定的状态(未确定)；
由摄像部114接收来自其他机器人100的光，并根据摄像面中的受光位置(具有规定的亮度调制的像素区域的位置)确定了与其他机器人100的相对位置的状态(相对位置确定)；
·在该作业空间中确定了·自节点的机器人100的位置的状态(绝对位置确定)。
自节点位置信息304是上述的绝对位置确定的状态下的、该作业空间中的绝对位置的信息(坐标)。
(作业空间中的绝对位置的确定手法在后面叙述。)
自节点方位信息305是表示上述的绝对位置确定的状态下的、以由自节点的机器人100的摄像部114拍摄(接收)到的摄像面(受光面)115的视角中心为基准的绝对方位的信息。
控制部102使存储器104存储第I自节点信息300。
另外，控制部102将第I自节点信息300输出给编码/调制部130。
编码/调制部130将从控制部102输出的第I自节点信息300编码为比特数据串。
进而，编码/调制部130基于比特数据串调制成其亮度在时间序列上发生变化的亮度调制信号并输出。驱动部132生成与从编码/调制部130输出的信号相应的驱动信号。发光部134根据驱动信号，从发光面135发出与第I自节点信息300对应的第I自节点信息光。在步骤S102中，自节点的机器人100接收来自他节点的机器人100的光。具体而言，摄像部114以摄像视角拍摄(接收)经由透镜112入射的光学像，将该摄像视角内的图像信号变换成数字数据而依次生成帧，并将这些帧依次存储并更新至缓冲器 118。控制部102在依次拍摄到的多个帧的各个帧中，针对同一像素区域的亮度，判别有无伴随时间序列的变化。并且，在该判别结果是某像素区域的亮度在任意的一帧内为第I规定值以上、且在其他的任意的一帧内为第2规定值以下的情况下，判别出该像素区域的亮度由于其他机器人100、基准光源200的闪烁发光而发生了变化。并且，在如上述那样判别之际，控制部102将表示该像素区域(以下称为“亮点区域”)的外缘部的位置的信息(亮点区域范围信息)、和该亮点区域内的向规定数的帧过渡的时间性亮度变化的样态(点亮以及熄灭)分别用进行表示，并根据这些信息来生成比特数据串，存储并更新至缓冲器118中所构成的坐标数据列表。此外，在存在多个亮点区域的情况下，控制部102针对每个亮点区域生成亮点区域范围信息和比特数据串。解码处理部120将缓冲器118内的坐标数据列表所存储的表示亮度变化的样态的比特数据串解码成数字数据，并输出给控制部102。在步骤S103中，自节点的机器人100调制自身接收到的他节点的机器人100的第I他节点信息400，并将其作为第I他节点信息光来发光。具体而言，控制部102内的他节点信息取得部142判定来自解码处理部120的数字数据是否为与他节点的机器人100相关的信息、即第2自节点信息。例如，他节点信息取得部142在数字数据如图5所示、且图5中的自节点ID301的区域中包含他节点的机器人100的ID的情况下，判定出该数字数据为第2自节点信息300。在数字数据为第2自节点信息300的情况下，他节点信息取得部142生成与他节点的机器人100相关的信息、即第I他节点信息400。如图6所示，上述第I他节点信息400由自节点ID301、他节点ID401、自节点和他节点的对应关系信息402以及他节点方位信息403构成。自节点ID301为自节点的机器人100的识别信息。他节点ID401为他节点的机器人100的识别信息。自节点和他节点的对应关系信息402存储了在自节点的机器人100的位置确定状态为上述的绝对位置确定的状态的情况下表示“绝对”的状态的信息、在自节点的机器人100的位置确定状态为未确定的状态以及相对位置确定的状态的情况下表示“相对”的状态的信息。他节点方位信息403在自节点的机器人100为上述的绝对位置确定状态的情况下，表示从自节点的机器人100的位置看去的他节点的机器人100的绝对方位。另外，他节点方位信息403在自节点的机器人100为未确定的状态以及相对位置确定的状态的情况下，表示以自节点的机器人100的摄像面(受光面)115的视角中心为基准的情况下的、从自节点的机器人100的位置看去的他节点的机器人100的相对方位。接着，他节点信息取得部142将所生成的第I他节点信息400输出给编码/调制部 130。编码/调制部130将从控制部102输出的第I他节点信息400编码成比特数据串。进而，编码/调制部130基于比特数据串，调制成其亮度在时间序列上发生变化的亮度调制信号并输出。驱动部132生成与从编码/调制部130输出的信号相应的驱动信号。发光部134根据驱动信号，从发光面135发生与第I他节点信息400对应的第I他节点信息光。然后，在步骤S104中，机器人100内的控制部102例如判定是否需要发送用于使机器人100实现服务的数据。在需要发送上述的数据的情况下，在步骤S105中发出对应于通常数据而调制后的光。具体手法与步骤SlOl以及步骤S103中的手法相同。在由自节点的机器人100进行位置确定处理之际，如图7所示，在步骤S201中，自节点的机器人100接收来自他节点的机器人100、基准光源200的光。具体而言，摄像部114基于来自控制部102的控制信号，以规定范围的摄像视角拍摄(接收)经由透镜112入射的光学像，将该摄像视角内的图像信号变换成数字数据而生成帧。另外，摄像部114在时间上连续地进行摄像和帧的生成，并将连续的帧依次存储并更新至缓冲器118。控制部102在依次拍摄到的多个帧的各个帧中，针对同一像素区域的亮度，判别有无伴随时间序列的变化。并且，在该判别的结果是某像素区域的亮度在任意的一帧内为第I规定值以上、且在其他的任意的一帧内为第2规定值以下的情况下，判别出该像素区域的亮度由于其他的机器人100、基准光源200的闪烁发光而发生了变化。并且，在如上述那样判别之际，控制部102将表示该像素区域(以下称为“亮点区域”)的外缘部的位置的信息(亮点区域范围信息)、和该亮点区域内的向规定数的帧过渡的时间性亮度变化的样态(点亮以及熄灭)分别用进行表示，并根据这些信息来生成比特数据串，存储并更新至缓冲器118中所构成的坐标数据列表。此外，在存在多个亮点区域的情况下，控制部102针对每个亮点区域生成亮点区域范围信息和比特数据串。在步骤S202中，自节点的机器人100使与作为所接收到的光的发光源的他节点的机器人100相应的信息、即第2自节点信息300、和与自己(自节点)相应的信息、即第2他节点信息400，与亮点区域范围信息对应起来进行存储或更新。具体而言，控制部102内的自节点位置判别部144判定来自解码处理部120的数字数据是否为与其他的机器人100(他节点)相关的信息、即第2自节点信息300。例如，自节点位置判别部144在数字数据具有图5所示的构造、且图5中的自节点ID301的区域中包含作为自节点的机器人100的ID以外的ID的情况下，判定出数字数据为第2自节点信息300。在数字数据为第2自节点信息300的情况下，自节点位置判别部144使该第2自节点信息300和所对应的亮点区域范围信息存储至存储器104。另外，在存储器104中已经存储了包括与自节点ID301相同的自节点ID在内的第2自节点信息300的情况下，自节点位置判别部144更新第2自节点信息300以及亮点区域范围信息。另外，自节点位置判别部144判定来自解码处理部120的数字数据是否为与机器人100 (自节点)相关的信息、即第2他节点信息400。对该判定方法进行更具体地叙述，在图6中，在自节点ID301的区域中包含自节点的机器人100的ID以外的ID、且在他节点ID401的区域中包含自节点的机器人100的ID的情况下，自节点位置判别部144判定出该数字数据为第2他节点信息400。并且，在这样判定的情况下，自节点位置判别部144使第2他节点信息400和所对应的亮点区域范围信息存储至存储器104。此外，在存储器104中已经存储了包括与自节点ID301相同的自节点ID在内的第2他节点信息400的情况下，自节点位置判别部144更新第2他节点信息400以及亮点区域范围信息。在步骤S203中，机器人100判定自己的绝对位置是否确定完毕。具体而言，自节点位置判别部144在存储器104内存储了第I自节点信息300、且该第I自节点信息内的位置确定状态信息表示绝对位置确定的状态的情况下，判定出自节点的机器人100的绝对位置确定完毕，在除此之外的情况下，判定出自节点的机器人100的绝对位置未确定完毕。控制部102在步骤S203中判定出自己的绝对位置确定完毕的情况下(步骤S203 ；是)，进而在接下来的步骤S204中，针对在步骤S201中接收到的光所对应的亮点区域，判定具有阈值以上的像素数的亮点区域是否存在。具体而言，自节点位置判别部144基于在存储器104中存储的亮点区域范围信息，对亮点区域的像素数进行计数，并判定所计数到的像素数是否为阈值以上。此外，在帧内存在多个亮点区域的情况下，自节点位置判别部144针对每个亮点区域来计数像素数，并判定各亮点区域的像素数是否为阈值以上。在步骤S204中判定出具有阈值以上的像素数的亮点区域存在的情况下(步骤S204 ;是)，在步骤205中机器人100基于该亮点区域的形状分析来确定自己的绝对位置以及绝对方位。与之相应的具体确定手法因为已经在日本特开2005-115500号公报、日本特开2008-39494号公报等中公开了，所以省略详细说明。例如，在各机器人100如图1以及图2所示那样配置的情况下，由机器人100A拍摄到的图像(帧)为图8A，由机器人100B拍摄到的图像(帧)为图SB，由机器人100C拍摄到的图像(帧)为图SC。并且，都包括与来自基准光源200的光对应的具有独特形状的売点区域201。 为此，机器人100A、100B、100C内的自节点位置判别部144基于亮点区域范围信息来进行亮点区域201的形状分析，由此能够确定自节点的机器人100的绝对位置以及绝对方位。另一方面，在步骤S204中判定出具有阈值以上的像素数的亮点区域不存在的情况下(步骤S204 ;否)，在步骤S207中自节点的机器人100判定绝对位置已确定的他节点的机器人100是否存在3个以上。具体而言，自节点位置判别部144判定在存储器104中存储的第2自节点信息300之中的、位置确定状态信息303表示绝对位置确定的状态的第2自节点信息300是否存在3个以上。在绝对位置已确定的其他机器人100(他节点)存在3个以上的情况下(步骤S207 ;是)，在步骤S208中机器人100基于来自绝对位置已确定的3个其他机器人100的绝对位置的信息，来确定自己的绝对位置。具体而言，自节点位置判别部144读出在存储器104中存储的、3个第2自节点信息300的各个信息中所包含的自节点位置信息304。所读出的自节点位置信息304表示他节点的机器人100的绝对位置。以下，将所读出的自节点位置信息304称为他节点的机器人100的绝对位置信息。接着，自节点位置判别部144从存储器104之中读出所读出的3个第2自节点信息300的各个信息中所包含的亮点区域范围信息。进而，自节点位置判别部144基于亮点区域范围信息，来辨别帧内的、与来自3个其他机器人100的光对应的亮点区域的位置。例如，在各机器人100如图1以及图2所示那样配置的情况下，由机器人100D拍摄到的图像(巾贞)为图8D。在由机器人100D拍摄到的帧中存在与来自机器人100A的光对应的亮点区域101A、与来自机器人100B的光对应的亮点区域101B、与来自机器人100C的光对应的亮点区域101C、以及与来自机器人100E的光对应的亮点区域101E。并且，在以亮点区域IOlE的位置为基准的情况下，亮点区域IOlA的看上去的角度为_a度(° )，亮点区域IOlB的看上去的角度为b度，亮点区域IOlC的看上去的角度为c度。根据以上的处理，确定了 3个其他的机器人100的绝对位置、和与来自3个其他的机器人100的光对应的亮点区域的看上去的角度。自节点位置判别部144基于3个其他的机器人100的绝对位置、和与来自3个其他的机器人100的光对应的亮点区域的看上去的角度，能够判别作为自节点的机器人100的绝对位置。例如，考虑各机器人100如图1以及图2所示那样配置，机器人100D判别自己的绝对位置的情形。在该情况下，如上述那样，机器人100AU00B的绝对位置已确定，且机器人100A与机器人100B之间的看上去的角度(视场角)为a+b度。因此，基于圆周角的定理，机器人100D在图9A中存在于点线所示的弧上。另外，如上述那样，机器人100B、100C的绝对位置已确定、且机器人100B与机器人100C之间的看上去的角度(视场角)为c-b度。因此，基于圆周角的定理，机器人100D在图9B中存在于点线所示的弧上。为此，机器人100D的绝对位置如图9C所示那样成为点线示出的2个弧的交点。另一方面，在步骤207中判定出绝对位置已确定的他节点的机器人100不存在3个以上的情况下(步骤S207 ;否)，在步骤S209中自节点的机器人100判定从绝对位置已确定的2个他节点的机器人100之中是否取得了自节点的机器人100的方位信息(他节点方位信息403)。具体而言，自节点位置判别部144判定在存储器104中存储的第2他节点信息400中所包含的对应关系信息402之中，存储了“绝对”的第2他节点信息400是否存在2个以上。在对应关系信息402之中存储了 “绝对”的第2他节点信息400存在2个以上的情况下，自节点位置判别部144进一步判定在这些的第2他节点信息400之中是否包含他节点方位信息403。在步骤S209中判定出从绝对位置已确定的2个他节点的机器人100之中取得了自节点的机器人100的方位信息的情况下(步骤S209 ;是)，在步骤S210中自节点的机器人100读出来自绝对位 置已确定的2个他节点的机器人100的绝对位置的信息和他节点方位信息403，并基于这些信息来确定自己的绝对位置。进而，自节点位置判别部144读出包括与2个第2他节点信息400内的自节点ID301相同的自节点ID在内的2个第2自节点信息300内的自节点位置信息304。所读出的他节点方位信息403表示从他节点的机器人100的位置向自节点的机器人100的绝对方位，所读出的自节点位置信息304表示他节点的机器人100的绝对位置。以下，将所读出的他节点方位信息403称为自节点的机器人100的绝对方位信息，将所读出的自节点位置信息304称为他节点的机器人100的绝对位置信息。接着，自节点位置判别部144从存储器104之中读出与包括所读出的绝对位置信息在内的2个第2自节点信息300的各个信息对应起来的亮点区域范围信息。进而，自节点位置判别部144基于亮点区域范围信息，辨别帧内的、与来自2个他节点的机器人100的光对应的亮点区域的位置。以下，作为具体例而说明各机器人100如图10所示那样配置、且机器人100C确定自己的绝对位置的情形。在该情况下，由机器人100A拍摄到的帧为图11A。在由机器人100A拍摄到的帧中存在与来自机器人100C的光对应的亮点区域
IOlCo并且，将以摄像部114内的受光面115的中心轴为基准的情况下的亮点区域IOlC的看上去的角度设为-α 2度，如图12所示，在机器人100Α的摄像部114内的受光面115的中心轴的绝对方位为α度的情况下，从机器人100Α的位置向机器人100C的绝对方位为α - α 2 度。该值包含在从机器人100Α向机器人100C的他节点信息400内的他节点方位信息403 中。另外，由机器人100Β拍摄到的图像(帧)为图1lB0
在由机器人100B拍摄到的帧中存在与来自机器人100C的光对应的亮点区域
IOlCo并且，将以摄像部114内的受光面115的中心轴为基准的情况下的亮点区域IOlC的看上去的角度设为_β2度，如图12所示，在机器人100Β的摄像部114内的受光面115的中心轴的绝对方位为β度的情况下，从机器人100Β的位置向机器人100C的绝对方位为3-32度。该值包含在从机器人100Β向机器人100C的他节点信息400内的他节点方位信息
403 中。根据以上的处理，确定了 2个他节点的机器人100的绝对位置和绝对方位。自节点位置判别部144基于2个他节点的机器人100的绝对位置和绝对方位，能够确定自节点的机器人100的绝对位置。例如，如图12所示，从机器人100Α的绝对位置沿着绝对方位为α - α 2度的方向引出的直线与从机器人100Β的绝对位置沿着绝对方位为β _β 2度的方向引出的直线之间的交点为机器人100C的绝对位置。在 步骤205、步骤S208以及步骤S210中的任一个步骤中判别出自己的绝对位置之后，在步骤S206中机器人100存储自己的绝对位置以及绝对方位的信息。进而，机器人100使自己的状态转移到绝对位置确定的状态。具体而言，自节点位置判别部144使判别出的自节点的机器人100的绝对位置的信息存储至存储器104。此外，在步骤S205中判别出绝对方位的情况下，自节点位置判别部144也使判别出的机器人100的绝对方位的信息存储至存储器104。所存储的、自节点的机器人100的绝对位置以及绝对方位的信息、和表示绝对位置确定的状态的信息，之后被用于第I自节点信息300以及第I他节点信息400的生成。如上述那样，在本实施方式的信息取得系统I中，作业空间内的各机器人100接收来自3个他节点的机器人100的光，取得该他节点的机器人100的绝对位置的信息，由此能够确定自己的绝对位置。另外，各机器人100在全部的机器人100为没有判别自己的绝对位置的状态的情况下，通过接收来自基准光源200的光，从而能够判别自己的绝对位置。因此，机器人100通过接收来自基准光源200的光来确定自己的绝对位置，发出对应于该绝对位置的信息而调制后的光，从而无法接收来自基准光源200的光的机器人100也可进一步确定自己的绝对位置，随着时间的经过能确定自己的绝对位置的机器人100的个数增加。例如，说明随着各机器人100如图1以及图2所示那样配置的情况下的时间的经过确定了绝对位置的机器人100增加的例子。如图13所示，在时刻to，机器人100A 100E没有判别自己的绝对位置。之后，若由机器人100A 100E进行摄影，则由机器人100A拍摄到的帧为图8A，由机器人100B拍摄到的帧为图8B，由机器人100C拍摄到的帧为图8C，由机器人100D拍摄到的帧为图8D，由机器人100E拍摄到的帧为图8E。其中，在图8A 8C所示的帧中包含与基准光源200对应的亮度区域201。因此，如图13所示，在时刻tl，机器人100A、100B以及100C能够确定自己的绝对位置。另一方面，在时刻tl，机器人100D如图8D所示那样为只是捕捉到来自确定了自己的绝对位置的3个机器人100AU00B以及100C的光的状态，仅能够确定相对位置。另外，在时刻tl，机器人100D如图SE所示那样为只是捕捉到来自确定了自己的绝对位置的2个机器人100B以及100C的光的状态，是无法确定自己的绝对位置以及相对位置的状态。之后，在时刻t2，机器人100D通过从确定了自己的绝对位置的3个机器人100A、100B以及100C接收对应于绝对位置的信息而调制后的光，从而能够确定自己的绝对位置。另一方面，机器人100D为从确定了自己的绝对位置的2个机器人100B以及100C接收对应于绝对位置的信息而调制后的光之后的状态，是仅能确定自己的相对位置的状态。在时刻t3，机器人100E通过从确定了自己的绝对位置的3个机器人100BU00C以及100D接收对应于绝对位置的信息而调制后的光，从而能够确定自己的绝对位置。这样，如果I个基准光源200设置于作业空间内，至少3个机器人100根据来自基准光源200的光能够判别自己的绝对位置，则他节点的机器人100能够判别自己的绝对位置。因此，机器人100即便在基准光源不存在于开阔的范围内的情况下，也能够判别自己的绝对位置，能够提高位置辨别的准确性。另外，在本实施方式的信息取得系统I中，作业空间内的各机器人100接收来自2个他节点的机器人100的光，并取得该他节点的机器人100的绝对位置的信息、和从该他节点的机器人的位置向自节点的机器人100的绝对方位的信息。由此，能够确定自己的绝对位置。例如，考虑各机器人100如图10所示那样配置的情形。在该情况下，与上述同样地，如果如图14所示那样确定2个机器人100A以及100B的绝对位置和绝对方位，则之后其他的机器人100C也能够确定自己的绝对位置。这样，如果至少2个机器人100能判别自己的绝对位置以及绝对方位，则其他的机器人100也能够判别自己的绝对位置，从而能够提高位置辨别的准确性。此外，在上述的实施方式中，虽然在作业空间内存在基准光源200，但是这并不是必须的构成。在该情况下，在至少2个机器人投入在作业空间内之时能够辨别绝对位置，进而如果经过了规定时间之后各机器人移动，则由此更新绝对位置。另外，在上述的实施方式中，虽然说明了信息取得装置为机器人100的情况，但是同样地本发明也能应用于具有光源的其他移动体、或被固定的装置的情况。此外，除了能够作为预先具备用于实现本发明涉及的功能的构成的装置、系统进行提供之外，通过程序的应用也能够使现有的设备作为本发明涉及的装置、系统发挥功能。另外，程序的应用方法是任意的，例如除了能存储于CD-ROM、DVD-ROM、存储卡等计算机可读取的存储介质进行应用之外，还能够经由因特网等通信媒体进行应用。
权利要求
1.一种信息取得装置，具有受光单元，其具有二维的受光面；解码单元，其在由所述二维的受光面接收到的光是对信息进行了亮度调制的光的情况下，从该接收到的光向所述信息进行解码；和取得单元，其在由该解码单元解码后的信息中包含发出所述光的物体的空间上的位置信息的情况下，通过从多个光源分别接收该光并使所述解码单元解码来得到多个位置信息，从而根据这多个位置信息取得所述空间中的自己的位置信息。
2.根据权利要求1所述的信息取得装置，其中，所述信息取得装置还具备第I判断单元，该第I判断单元判断使所述解码单元解码后的位置信息的个数是否是用于确定所述自己的存在位置而充足的个数，并且若由所述第I判断单元判断为肯定，则所述取得单元通过得到所述充足的个数的位置信息，从而根据这多个位置信息取得所述空间中的自己的位置信息。
3.根据权利要求1所述的信息取得装置，其中，在由所述解码单元解码后的信息中还包含表示从所述多个光源所存在的位置看到的自己的方位的方位信息，所述取得单元根据所述多个位置信息和所述多个方位信息取得所述空间中的自己的位置信息。
4.根据权利要求3所述的信息取得装置，其中，所述信息取得装置还具备第2判断单元，该第2判断单元判断使所述解码单元解码后的位置信息和方位信息的组的个数是否是用于确定所述自己的存在位置而充足的个数，并且若由所述第2判断单元判断为肯定，则所述取得单元通过得到所述充足的个数的位置信息和方位信息的组，从而取得所述空间中的自己的位置信息。
5.根据权利要求1所述的信息取得装置，其中，所述信息取得装置还具备受光位置取得单元，该受光位置取得单元取得所述受光面中的从所述多个光源分别接收到的光的受光位置，并且所述取得单元除了根据所述多个位置信息之外，还根据由所述受光位置取得单元取得到的多个受光位置，取得所述空间中的自己的位置信息。
6.根据权利要求1所述的信息取得装置，其中，所述信息取得装置还具备发光单元；和发光控制单元，其对由所述取得单元取得到的自己的位置信息进行亮度调制，并控制所述发光单元以该调制后的亮度进行发光。
7.根据权利要求3所述的信息取得装置，其中，所述信息取得装置还具备发光单元；和发光控制单元，其对由所述取得单元取得到的自己的位置信息和所述多个方位信息进行亮度调制，并控制所述发光单元以该调制后的亮度进行发光。
8.一种信息取得方法，包括以下步骤受光步骤，在受光部中的二维的受光面接收光；解码步骤，在由该受光步骤接收到的光是对信息进行了亮度调制的光的情况下，从该接收到的光向所述信息进行解码；和取得步骤，在由该解码步骤解码后的信息中包含发出所述光的物体的空间上的位置信息的情况下，通过从多个光源分别接收该光并使所述解码步骤解码来得到多个位置信息，从而根据这多个位置信息取得所述空间中的自己的位置信息。
9.一种程序，使具备受光部的计算机作为以下单元发挥功能受光单元，其在受光部中的二维的受光面接收光；解码单元，其在由该受光单元接收到的光是对信息进行了亮度调制的光的情况下，从该接收到的光向所述信息进行解码；和取得单元，其在由该解码单元解码后的信息中包含发出所述光的物体的空间上的位置信息的情况下，通过从多个光源分别接收该光并使所述解码单元解码来得到多个位置信息，从而根据这多个位置信息取得所述空间中的自己的位置信息。
10.一种信息取得系统，由多个信息取得装置构成，其中各信息取得装置分别具备受光单元，其具有二维的受光面；解码单元，其在自己以外的其他信息取得装置发光、且由所述二维的受光面接收到的光是对信息进行了亮度调制的光的情况下，从该接收到的光向所述信息进行解码；取得单元，其在由该解码单元解码后的信息中包含发出所述光的所述其他信息取得装置的空间上的位置信息的情况下，通过接收多个该光并使所述解码单元解码来得到所述多个其他信息取得装置的位置信息，从而根据这多个位置信息取得所述空间中的自己的信息取得装置的位置信息；发光单元；和发光控制单元，其对由所述取得单元取得到的自己的位置信息进行亮度调制，并控制所述发光单元以该调制后的亮度进行发光。
全文摘要
本发明提供一种信息取得装置、信息取得方法、程序以及信息取得系统。作业空间内的可移动的机器人(100)包括具有二维的受光面的摄像部(114)和在由该摄像部(114)的摄像面接收到的光是对信息进行了亮度调制的光的情况下从该接收到的光向所述信息进行解码的解码处理部(120)，在由该解码处理部(120)解码后的信息中包含其他机器人(100)的空间上的位置信息的情况下，从多个光源分别接收该光并使解码处理部(120)解码来获得多个其他机器人的位置信息，从而根据这多个位置信息取得作业空间中的自己的位置信息。
文档编号G01S1/70GK103033792SQ20121037440
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月27日 优先权日2011年9月29日
发明者饭塚宣男 申请人:卡西欧计算机株式会社