JPH0798380A - Automatic tracking system - Google Patents

Automatic tracking system

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Publication number
JPH0798380A
JPH0798380A JP5265843A JP26584393A JPH0798380A JP H0798380 A JPH0798380 A JP H0798380A JP 5265843 A JP5265843 A JP 5265843A JP 26584393 A JP26584393 A JP 26584393A JP H0798380 A JPH0798380 A JP H0798380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
tracking
position information
optical device
target object
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5265843A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takabayashi
宏士 高林
Takeshi Ashida
武 芦田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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Publication of JPH0798380A publication Critical patent/JPH0798380A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an automatic tracking system capable of accurately measuring the position of a target even when the target is traveling on a steep slope or a roughly irregular off-road. CONSTITUTION:This automatic tracking system is provided with a position information output means 1 installed on a moving target and outputting the position information and a target tracking means 2 tracking the target with the position information from the position information outputting means 1 and measuring the position of the target. The position information outputting means 1 is constituted of a target side optical device 13 outputting the position information to the target tracking means 2, a target side driving device 14 controlling the attitude of the target side optical device 13 in three axial directions, a rolling detecting mechanism 11 detecting the rolling of the target side optical device 13, and a target side control device 12 controlling the target side driving device 14 with the detected value by the rolling detecting mechanism 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動追尾システムに係
り、とくに不整地走行車両の自動追尾に好適な自動追尾
システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tracking system, and more particularly to an automatic tracking system suitable for automatic tracking of a vehicle traveling on an uneven terrain.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、工事現場における安全性の向上
や、生産現場における省力化等の要請により、移動物体
の位置をリアルタイムで正確に検知する必要性が高まっ
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, there is an increasing need to accurately detect the position of a moving object in real time due to demands for improved safety at construction sites and labor saving at production sites.

【0003】従来の自動追尾システムは、図17に示さ
れるように、移動している目標物上に設置され位置情報
を光学的に出力する移動局71と、基準位置(基地)に
設置され移動局71からの位置情報により目標物を追尾
するとともに目標物の位置を計測する固定局81とから
構成される。
As shown in FIG. 17, a conventional automatic tracking system includes a mobile station 71 installed on a moving target and optically outputting position information, and a mobile station installed at a reference position (base). It is composed of a fixed station 81 that tracks the target object based on the position information from the station 71 and measures the position of the target object.

【0004】移動局71は、固定局81からの測距用の
光を反射する反射プリズム72と追尾用の光を送受信す
る受発光部73を有する移動局光学装置74と、この移
動局光学装置74の姿勢を2軸制御する移動局駆動装置
75と、移動局光学装置74の受光データから移動局駆
動装置75を制御する移動局制御装置76とを具備して
いる。
The mobile station 71 has a mobile prism optical device 74 having a reflecting prism 72 for reflecting the distance measuring light from the fixed station 81 and a light emitting / receiving unit 73 for transmitting / receiving the tracking light, and the mobile station optical device. The mobile station drive device 75 controls the attitude of the mobile device 74 in two axes, and the mobile station control device 76 controls the mobile station drive device 75 based on the light reception data of the mobile station optical device 74.

【0005】また、固定局81は、測距用の光の送受信
を行うとともに追尾用の光の送受信を行う固定局光学装
置82と、この固定局光学装置82の姿勢を2軸方向に
制御する固定局駆動装置85と、固定局光学装置82で
の位置情報の受光位置により固定局駆動装置85を制御
するとともに目標物の位置を算出する固定局制御装置8
6とを具備している。
Further, the fixed station 81 controls the attitude of the fixed station optical device 82, which transmits and receives the distance measuring light and transmits and receives the tracking light, and the posture of the fixed station optical device 82 in two axial directions. The fixed station drive device 85 and the fixed station control device 8 for controlling the fixed station drive device 85 by the light receiving position of the position information in the fixed station optical device 82 and calculating the position of the target object.
6 and.

【0006】ここで、各駆動装置における制御可能な2
軸とは、目標物の進行方向(ピッチ軸)と、地面に垂直
な方向(ヨー軸)である。
Here, two controllable units in each drive unit
The axes are the traveling direction of the target (pitch axis) and the direction perpendicular to the ground (yaw axis).

【0007】次に、上記従来例の動作について説明す
る。
Next, the operation of the above conventional example will be described.

【0008】.固定局光学装置82は、追尾用の光を
出力する。
[0008] The fixed station optical device 82 outputs tracking light.

【0009】.移動局光学装置74は、追尾用の光を
受光すると、受光位置情報を移動局制御装置76に出力
する。
[0009]. Upon receiving the tracking light, the mobile station optical device 74 outputs the light receiving position information to the mobile station control device 76.

【0010】.移動局制御装置76は、移動局光学装
置74からの受光位置情報により移動局駆動装置75を
制御する。
[0010]. The mobile station control device 76 controls the mobile station drive device 75 based on the light receiving position information from the mobile station optical device 74.

【0011】次に、移動局光学装置74は、追尾用の光
を出力する。
Next, the mobile station optical device 74 outputs tracking light.

【0012】.固定局光学装置82は、追尾用の光を
受光すると、受光位置情報を固定局制御装置86に出力
する。
[0012]. Upon receiving the tracking light, the fixed station optical device 82 outputs the light reception position information to the fixed station control device 86.

【0013】.固定局制御装置86は、固定局光学装
置82からの受光位置情報により固定局駆動装置85を
制御する。
.. The fixed station control device 86 controls the fixed station drive device 85 based on the light receiving position information from the fixed station optical device 82.

【0014】これにより、移動局光学装置74と固定局
光学装置82は互いに対向する。そして、目標物の方向
を知ることができる。
As a result, the mobile station optical device 74 and the fixed station optical device 82 face each other. Then, the direction of the target can be known.

【0015】次に、固定局光学装置82は、測距用の光
を出力する。
Next, the fixed station optical device 82 outputs light for distance measurement.

【0016】.固定局光学装置82からの測距用の光
は、反射プリズム72で反射される。
.. The distance measuring light from the fixed station optical device 82 is reflected by the reflecting prism 72.

【0017】.固定局光学装置82は、目標物にて反
射した測距用の光を受光すると、固定局制御装置86に
通知する。
.. When the fixed station optical device 82 receives the light for distance measurement reflected by the target object, it notifies the fixed station control device 86.

【0018】.固定局制御装置86は、測距用の光が
戻ってくるまでに要した時間から目標物までの距離を算
出する。
.. The fixed station control device 86 calculates the distance to the target object from the time required until the light for distance measurement returns.

【0019】これにより、固定局制御装置86は、目標
物の位置を算出できる。
As a result, the fixed station controller 86 can calculate the position of the target.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、目標物駆動装置は、目標物光学装置の
姿勢を2軸方向のみで制御しているために、図18に示
されるように、目標物が勾配のない平坦な場所を走行し
ている場合は目標物の位置を知ることができるが、図1
9に示されるように、目標物が急な坂道や凹凸の激しい
不整地を走行している場合には追尾用の光の光軸は合っ
ていても測距用の光の光軸が合っていないために位置の
計測が不可能になるという不都合があった。
However, in the above-mentioned conventional example, since the target object driving device controls the posture of the target object optical device only in the two-axis directions, as shown in FIG. The position of the target can be known when the target is traveling on a flat place without a slope.
As shown in Fig. 9, when the target object is traveling on a steep slope or rough terrain, the optical axis of the tracking light is aligned with the optical axis of the tracking light. There is an inconvenience that it is impossible to measure the position because it is not present.

【0021】[0021]

【発明の目的】本発明の目的は、かかる従来例の有する
不都合を改善し、とくに目標物が急な坂道や凹凸の激し
い不整地を走行している場合においても、目標物の位置
を正確に計測することができる自動追尾システムを提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to improve the inconvenience of the conventional example, and to accurately determine the position of the target object even when the target object is traveling on a steep slope or rough terrain. It is to provide an automatic tracking system capable of measuring.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明では、移動する目
標物上に設置され位置情報を出力する位置情報出力手段
と、基準位置に固定設置され前記位置情報出力手段から
の位置情報に基づいて前記目標物を追尾すると共に当該
目標物の位置を計測する目標物追尾手段とを備えてい
る。位置情報出力手段は、目標物追尾手段に向けて位置
情報を送信する目標物側光学装置と、この目標物側光学
装置の対地姿勢をローリング軸を含む三軸に分けて駆動
制御し正常位置に常時設定する目標物側駆動装置とによ
り構成されている。そして、目標物側光学装置に、当該
目標物側光学装置のローリングを検出するローリング検
出機構を装備すると共に、このローリング検出機構で検
出されるローリング関連データに基づいて所定の演算を
行い前記目標物側駆動装置にローリング軸用の姿勢制御
データを出力する目標物側制御装置を、目標物側駆動装
置に併設する、という構成を採っている。これによって
前述した目的を達成しようとするものである。
According to the present invention, based on position information output means installed on a moving target object and outputting position information, and position information fixedly installed at a reference position based on the position information from the position information output means. Target tracking means is provided for tracking the target and measuring the position of the target. The position information output means divides the target-side optical device that transmits position information toward the target-tracking means, and the ground posture of this target-side optical device into three axes including the rolling axis to drive and control them to a normal position. It is composed of a target side driving device which is always set. Then, the target side optical device is equipped with a rolling detection mechanism that detects rolling of the target side optical device, and a predetermined calculation is performed based on rolling related data detected by the rolling detection mechanism. The target-side control device that outputs the posture control data for the rolling axis to the side-side drive device is installed side by side with the target-side drive device. This aims to achieve the above-mentioned object.

【0023】[0023]

【作用】ローリング検出機構は、目標物光学装置のロー
リング情報を目標物制御装置に出力すると、目標物制御
装置は、ロール軸周りの回転角を算出する。
When the rolling detection mechanism outputs the rolling information of the target optical device to the target control device, the target control device calculates the rotation angle around the roll axis.

【0024】そして、目標物制御装置は、算出したロー
ル軸周りの回転角に基づいて、目標物駆動装置のロール
方向回転モータを駆動し、ローリング補正を行う。
Then, the target object control device drives the roll direction rotation motor of the target object drive device based on the calculated rotation angle around the roll axis to perform rolling correction.

【0025】これにより、目標物光学装置は、目標物追
尾手段の方向に位置情報を出力することができる。
Thus, the target optical device can output the position information in the direction of the target tracking means.

【0026】[0026]

【発明の実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし
図16に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0027】図1の実施例は、移動している目標物上に
設置され位置情報を光学的に出力する位置情報出力手段
1と、基準位置(基地)に設置され位置情報出力手段1
からの位置情報により目標物を追尾するとともに目標物
の位置を計測する目標物追尾手段2とから構成される。
In the embodiment shown in FIG. 1, position information output means 1 installed on a moving target object and optically outputting position information, and position information output means 1 installed at a reference position (base).
The target object tracking means 2 for tracking the target object and measuring the position of the target object based on the position information from

【0028】ここで、位置情報出力手段1は、図2に示
されるように、常に目標物追尾手段2との光の送受信が
できるように、目標物上に設置された柱の頂上に固定さ
れている。
Here, as shown in FIG. 2, the position information output means 1 is fixed on the top of a pillar installed on the target so that light can be transmitted and received to and from the target tracking means 2 at all times. ing.

【0029】この図2において、符号5は目標物として
は無線操縦による四輪車を示し、符号6は基準位置に固
定設置された追尾台を示す。この追尾台6上に、前述し
た目標物追尾手段1が装備されている。また、この追尾
台6には、データ処理コンピュータが併設されている。
In FIG. 2, reference numeral 5 indicates a four-wheel vehicle controlled by radio as a target, and reference numeral 6 indicates a tracking stand fixedly installed at a reference position. The target tracking means 1 described above is mounted on the tracking base 6. In addition, a data processing computer is attached to the tracking base 6.

【0030】この位置情報出力手段1は、目標物追尾手
段2からの光を受光するとともに目標物追尾手段2に位
置情報を出力する目標物側光学装置13と、この目標物
側光学装置13の姿勢を3軸方向に制御する目標物側駆
動装置14と、目標物のローリングを検出するローリン
グ検出機構11と、目標物側光学装置13の受光データ
とローリング検出機構11での検出値より目標物側駆動
装置14を制御する目標物側制御装置12とを具備して
いる。
The position information output means 1 receives the light from the target tracking means 2 and outputs the position information to the target tracking means 2, and the target side optical device 13 and the target side optical device 13. The target object side driving device 14 for controlling the posture in three axis directions, the rolling detection mechanism 11 for detecting the rolling of the target object, the received light data of the target object side optical device 13 and the detection value of the rolling detection mechanism 11 are used to determine the target object. The target side control device 12 for controlling the side drive device 14 is provided.

【0031】ローリング検出機構11は、目標物のロー
ル軸上に置かれ、図3に示されるように、ジャイロ11
1と加速度計112と傾斜計113とから構成されてい
る。但し、これらに限定されるものではない。
The rolling detection mechanism 11 is placed on the roll axis of the target and, as shown in FIG.
1, an accelerometer 112, and an inclinometer 113. However, it is not limited to these.

【0032】目標物側光学装置13は、図4に示すよう
に、目標物追尾手段2からの測距用の光を反射する反射
鏡131と、目標物追尾手段2に位置情報用の光を出力
する位置情報用光源132と、目標物追尾手段2からの
追尾用の光を受光する目標物側受光部133とを具備し
ている。
As shown in FIG. 4, the target-side optical device 13 outputs a position information light to the reflecting mirror 131 for reflecting the distance measuring light from the target tracking means 2 and the target tracking means 2. It includes a position information light source 132 for outputting and a target side light receiving section 133 for receiving the tracking light from the target tracking means 2.

【0033】目標物側駆動装置14は、図5および図6
に示すように、目標物側光学装置13をロール方向に回
転させるロール方向回転モータ141と、目標物側光学
装置13を上下方向に回転させる上下方向回転モータ1
42と、目標物側光学装置13を左右方向に回転させる
左右方向回転モータ143と、ロール方向の回転角度を
モニターするエンコーダ144と、上下方向の回転角度
をモニターするエンコーダ145と、左右方向の回転角
度をモニターするエンコーダ146と、ロール方向回転
モータ141を駆動するモータドライバ147と、上下
方向回転モータ142を駆動するモータドライバ148
と、左右方向回転モータ143を駆動するモータドライ
バ149とを具備している。
The target side driving device 14 is shown in FIGS.
As shown in, a roll direction rotation motor 141 that rotates the target side optical device 13 in the roll direction and a vertical rotation motor 1 that rotates the target side optical device 13 in the vertical direction.
42, a left-right rotation motor 143 that rotates the target-side optical device 13 in the left-right direction, an encoder 144 that monitors a rotation angle in the roll direction, an encoder 145 that monitors a rotation angle in the up-down direction, and a left-right rotation. An encoder 146 that monitors the angle, a motor driver 147 that drives the roll direction rotation motor 141, and a motor driver 148 that drives the vertical direction rotation motor 142.
And a motor driver 149 that drives the horizontal rotation motor 143.

【0034】また、図6および図15に示すように、ロ
ール方向回転モータ141は、地面に平行で目標物追尾
手段に向う面の中心軸を軸(ロール軸)として目標物側
光学装置13を回転させる。上下方向回転モータ142
は、目標物の進行方向を軸(ピッチ軸)として目標物側
光学装置13を回転させる。左右方向回転モータ143
は、地面に垂直な方向を軸(ヨー軸)として目標物側光
学装置13を回転させる。
Further, as shown in FIGS. 6 and 15, the roll direction rotation motor 141 sets the target object side optical device 13 around the central axis of the surface parallel to the ground and facing the target object tracking means (roll axis). Rotate. Vertical rotation motor 142
Causes the target side optical device 13 to rotate with the traveling direction of the target as an axis (pitch axis). Horizontal rotation motor 143
Rotates the target-side optical device 13 about the axis (yaw axis) perpendicular to the ground.

【0035】目標物追尾手段2は、目標物からの光を受
光する追尾光学装置22と、この追尾光学装置22の姿
勢を2軸方向に制御する追尾駆動装置23と、追尾光学
装置22での受光状態により追尾駆動装置23を制御す
るとともに目標物の位置を算出する追尾制御装置21と
を具備している。
The target tracking means 2 includes a tracking optical device 22 for receiving light from the target, a tracking driving device 23 for controlling the attitude of the tracking optical device 22 in two axial directions, and a tracking optical device 22. The tracking control device 21 controls the tracking drive device 23 according to the light receiving state and calculates the position of the target object.

【0036】この内、追尾光学装置22は、図7に示す
ように、目標物との距離を計測するための測距用の光を
出力する測距用光源221と、目標物にて反射した測距
用の光を受光する測距用受光部222と、目標物に追尾
用の光を出力する追尾用光源223と、目標物からの位
置情報用の光を受光する追尾用受光部224とを具備し
ている。
Of these, as shown in FIG. 7, the tracking optical device 22 reflects the distance measuring light source 221 which outputs distance measuring light for measuring the distance to the target and the target. A distance measuring light receiving unit 222 that receives light for distance measuring, a tracking light source 223 that outputs tracking light to the target object, and a tracking light receiving unit 224 that receives light for position information from the target object. It is equipped with.

【0037】追尾駆動装置23は、図8に示すように、
追尾光学装置22を上下方向に回転させる上下方向回転
モータ231と、追尾光学装置22を左右方向に回転さ
せる左右方向回転モータ232と、上下方向の回転角度
をモニターするエンコーダ233と、左右方向の回転角
度をモニターするエンコーダ234と、上下方向回転モ
ータ231を駆動するモータドライバ235と、左右方
向回転モータ232を駆動するモータドライバ236と
を具備している。
The tracking drive device 23, as shown in FIG.
A vertical rotation motor 231 that rotates the tracking optical device 22 in the vertical direction, a horizontal rotation motor 232 that rotates the tracking optical device 22 in the horizontal direction, an encoder 233 that monitors the vertical rotation angle, and a horizontal rotation. An encoder 234 for monitoring the angle, a motor driver 235 for driving the vertical rotation motor 231 and a motor driver 236 for driving the horizontal rotation motor 232 are provided.

【0038】そして、図9に示すように、追尾光学装置
22の測距用光源221と測距用受光部222とは近接
した位置に設置されており、しかも目標物側光学装置1
3の反射鏡131と対向するように構成されている。
As shown in FIG. 9, the distance measuring light source 221 and the distance measuring light receiving section 222 of the tracking optical device 22 are installed close to each other, and the target side optical device 1 is also provided.
It is configured to face the third reflecting mirror 131.

【0039】また、図9に示されるように、追尾光学装
置22の追尾用光源223と目標物側光学装置13の目
標物側受光部133は対向するように構成されている。
Further, as shown in FIG. 9, the tracking light source 223 of the tracking optical device 22 and the target-side light receiving portion 133 of the target-side optical device 13 are arranged to face each other.

【0040】さらに、図9に示されるように、追尾光学
装置22の追尾用受光部224と目標物側光学装置13
の位置情報用光源132とは対向するように構成されて
いる。
Further, as shown in FIG. 9, the tracking light receiving section 224 of the tracking optical device 22 and the target side optical device 13 are arranged.
It is configured to face the position information light source 132.

【0041】目標物側受光部133および追尾用受光部
224は、図10に示されるように、外乱光を除去する
フィルタ311と、光の重心を検出し電気信号に変換す
る二次元位置検出素子(PSD)312と、フィルタ3
11を透過した光を二次元位置検出素子312上に収束
させるレンズ313とを備えている。
As shown in FIG. 10, the target side light receiving section 133 and the tracking light receiving section 224 include a filter 311 for removing ambient light and a two-dimensional position detecting element for detecting the center of gravity of the light and converting it into an electric signal. (PSD) 312 and filter 3
The lens 313 for converging the light transmitted through 11 onto the two-dimensional position detecting element 312.

【0042】二次元位置検出素子312は、図11およ
び図13に示されるように、平板状シリコンの表面にP
層,裏面にN層,そして中間にあるI層の3層から構成
されている。そして、表面に入射した光は、光電変換さ
れ光電流としてP層に付けられた4つの電極A,A’,
B,B’から分割出力される。なお、左右方向(X方
向)の位置データは電極A,A’から出力され、上下方
向(Y方向)の位置データは電極B,B’から出力され
る。
As shown in FIGS. 11 and 13, the two-dimensional position detecting element 312 has a P-shaped silicon surface.
It is composed of three layers, an N layer on the back surface and an I layer in the middle. Then, the light incident on the surface is photoelectrically converted into four electrodes A, A ', which are attached to the P layer as a photocurrent.
Separately output from B and B '. The position data in the horizontal direction (X direction) is output from the electrodes A and A ′, and the position data in the vertical direction (Y direction) is output from the electrodes B and B ′.

【0043】二次元位置検出素子312に光スポットが
入射されると、入射位置には光エネルギーに比例した電
荷が発生する。発生した電荷は光電流として抵抗層すな
わちP層を通り、各電極より出力されるが、抵抗層は全
面に均一な抵抗値を持つように作られているので、光電
流は電極までの距離に逆比例して分割され取り出され
る。ここで、左右方向(X方向)については図12に示
されるように電極B,B’間の距離をL、光電流を
0、電極Bから取り出される電流をI1、電極B’から
取り出される電流をI2(I0=I1+I2)とすれば、以
下のような関係がある。
When a light spot is incident on the two-dimensional position detecting element 312, a charge proportional to the light energy is generated at the incident position. The generated charge passes through the resistance layer, that is, the P layer as a photocurrent, and is output from each electrode. However, since the resistance layer is made to have a uniform resistance value over the entire surface, the photocurrent is distributed at a distance to the electrode. It is divided and extracted in inverse proportion. In the left-right direction (X direction), the distance between the electrodes B and B ′ is L, the photocurrent is I 0 , the current drawn from the electrode B is I 1 , and the electrode B ′ is taken out as shown in FIG. If the generated current is I 2 (I 0 = I 1 + I 2 ), the following relationship is established.

【0044】(a).二次元位置検出素子312の中心
を原点とした場合、
(A). When the center of the two-dimensional position detecting element 312 is the origin,

【0045】 I1 = I0 (1 − 2XA / L) / 2 (1)I 1 = I 0 (1-2X A / L) / 2 (1)

【0046】ここで、XAは原点から入射位置までの距
離である。
Here, X A is the distance from the origin to the incident position.

【0047】 I2 = I0 (1 + 2XA / L) / 2 (2)I 2 = I 0 (1 + 2X A / L) / 2 (2)

【0048】 (I2 − I1)/(I2 + I1) = 2XA / L (3)(I 2 −I 1 ) / (I 2 + I 1 ) = 2X A / L (3)

【0049】 I1 / I2 = (L − 2XA) / (L + 2XA) (4)[0049] I 1 / I 2 = (L - 2X A) / (L + 2X A) (4)

【0050】(b).二次元位置検出素子312の端を
原点とした場合、
(B). When the end of the two-dimensional position detecting element 312 is the origin,

【0051】 I1 = I0 (L − XB) / L (5)I 1 = I 0 (L−X B ) / L (5)

【0052】ここで、XBは原点から入射位置までの距
離である。
Here, X B is the distance from the origin to the incident position.

【0053】 I2 = I0 × XB / L (6)I 2 = I 0 × X B / L (6)

【0054】 (I2 − I1) / (I2 + I1) = (2XB − L) / L (7)(I 2 −I 1 ) / (I 2 + I 1 ) = (2X B −L) / L (7)

【0055】 I1 / I2 = (L − XB) / XB (8)I 1 / I 2 = (L−X B ) / X B (8)

【0056】このように、I1,I2の差または比を求め
ることにより(3)式,(4)式,(7)式,(8)式
に示されるように入射光エネルギーとは無関係に、光の
入射位置を求めることができる。
Thus, by obtaining the difference or ratio of I 1 and I 2 , there is no relation to the incident light energy as shown in the equations (3), (4), (7) and (8). Moreover, the incident position of light can be obtained.

【0057】また、追尾制御装置21は、図2に示され
るようにコンピュータにより実現することも可能であ
る。
The tracking control device 21 can also be realized by a computer as shown in FIG.

【0058】次に、本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0059】(1).目標物におけるローリング補正の
場合:
(1). For rolling correction on the target:

【0060】.目標物において、ローリング検出機構
11は、目標物のローリングによる加速度や傾斜角を検
出し(図14のステップS1)、検出データを目標物側
制御装置12に出力する。
.. In the target object, the rolling detection mechanism 11 detects the acceleration and the inclination angle due to the rolling of the target object (step S1 in FIG. 14) and outputs the detection data to the target object side control device 12.

【0061】.目標物側制御装置12は、ローリング
検出機構11からの検出データに基づいてロール方向の
回転角を算出する(図14のステップS2)。
.. The target object side control device 12 calculates the rotation angle in the roll direction based on the detection data from the rolling detection mechanism 11 (step S2 in FIG. 14).

【0062】.さらに、目標物側制御装置12は、ロ
ール方向の回転角に基づいて、モータ駆動の指令値を算
出する(図14のステップS3)。
.. Further, the target-side control device 12 calculates a motor drive command value based on the rotation angle in the roll direction (step S3 in FIG. 14).

【0063】.また、目標物側制御装置12は、ロー
リングが垂直方向に対して右回転か左回転かをチェック
する(図14のステップS4)。
.. Further, the target object side control device 12 checks whether the rolling is a right rotation or a left rotation with respect to the vertical direction (step S4 in FIG. 14).

【0064】.図16の(a)に示されるように、ロ
ーリングが垂直方向に対して右回転であれば、目標物側
制御装置12は、ロール方向回転モータ141が左回転
するように、モータドライバ147にモータ駆動信号を
出力する(図14のステップS5)。
.. As shown in (a) of FIG. 16, if the rolling is clockwise rotation with respect to the vertical direction, the target object side control device 12 causes the motor driver 147 to rotate the motor in such a manner that the roll direction rotation motor 141 rotates counterclockwise. A drive signal is output (step S5 in FIG. 14).

【0065】一方、図6の(c)に示されるように、ロ
ーリングが垂直方向に対して左回転であれば、目標物側
制御装置12は、ロール方向回転モータ141が右回転
するように、モータドライバ147にモータ駆動信号を
出力する(図14のステップS6)。
On the other hand, as shown in FIG. 6C, if the rolling is counterclockwise with respect to the vertical direction, the target object side control device 12 causes the roll direction rotation motor 141 to rotate right. A motor drive signal is output to the motor driver 147 (step S6 of FIG. 14).

【0066】モータドライバ147は、所定の駆動電流
をロール方向回転モータ141に出力する。
The motor driver 147 outputs a predetermined drive current to the roll direction rotary motor 141.

【0067】.目標物側制御装置12は、エンコーダ
144の出力をチェックして、ロール方向の回転角をモ
ニターする。そして、図16の(b)あるいは(d)に
示されるように、回転角が所定の角度に達すると、モー
タドライバ147へのモータ駆動信号の出力を停止す
る。
.. The target-side control device 12 checks the output of the encoder 144 and monitors the rotation angle in the roll direction. Then, as shown in (b) or (d) of FIG. 16, when the rotation angle reaches a predetermined angle, the output of the motor drive signal to the motor driver 147 is stopped.

【0068】モータドライバ147は、ロール方向回転
モータ141への駆動電流の出力を停止する。
The motor driver 147 stops the output of the drive current to the roll direction rotary motor 141.

【0069】上記処理を一定時間毎に繰り返して行うこ
とにより、目標物側光学装置13が追尾光学装置22と
常に対向するように、ローリングを補正することができ
る。
By repeating the above-described processing at regular intervals, the rolling can be corrected so that the target-side optical device 13 always faces the tracking optical device 22.

【0070】(2).目標物を追尾する場合:(2). When tracking a target object:

【0071】.目標物追尾手段2において、追尾制御
装置21は、追尾用光源223から追尾用の光を出力す
る。
.. In the target tracking means 2, the tracking control device 21 outputs tracking light from the tracking light source 223.

【0072】.目標物側受光部133は、目標物追尾
手段2からの追尾用光を受光すると、その光の重心位置
データを目標物側制御装置12に出力する。
.. Upon receiving the tracking light from the target tracking unit 2, the target side light receiving unit 133 outputs the center of gravity position data of the light to the target side control device 12.

【0073】−1.目標物側制御装置12は、目標物
側受光部133からの重心位置データに基づいて、追尾
用光の重心が目標物側受光部133の中心に位置するよ
うに、目標物側光学装置13の上下方向および左右方向
の回転角を算出する。
-1. The target-side control device 12 controls the target-side optical device 13 so that the center of gravity of the tracking light is located at the center of the target-side light receiving unit 133 based on the center-of-gravity position data from the target-side light receiving unit 133. The rotation angle in the vertical direction and the horizontal direction is calculated.

【0074】−2.目標物側制御装置12は、目標物
側光学装置13の上下方向の回転角から上下方向回転モ
ータ142駆動の指令値を算出する。
-2. The target-side control device 12 calculates a command value for driving the vertical rotation motor 142 from the vertical rotation angle of the target-side optical device 13.

【0075】また、目標物側制御装置12は、目標物側
光学装置13の左右方向の回転角から左右方向回転モー
タ143駆動の指令値を算出する。
The target-side control device 12 also calculates a command value for driving the left-right rotation motor 143 from the left-right rotation angle of the target-side optical device 13.

【0076】−3.目標物側制御装置12は、上下方
向回転モータ142駆動の指令値および回転方向によ
り、上下方向回転モータ142のモータドライバ148
にモータ駆動信号を出力する。
-3. The target object side control device 12 determines the motor driver 148 of the vertical rotation motor 142 based on the command value for driving the vertical rotation motor 142 and the rotation direction.
The motor drive signal is output to.

【0077】また、目標物側制御装置12は、左右方向
回転モータ143駆動の指令値および回転方向により、
左右方向回転モータ143のモータドライバ149にモ
ータ駆動信号を出力する。
Further, the target object side control device 12 determines, by the command value and the rotation direction of the left-right direction rotation motor 143 drive,
A motor drive signal is output to the motor driver 149 of the horizontal rotation motor 143.

【0078】モータドライバ148は所定の駆動電流を
上下方向回転モータ142に出力する。
The motor driver 148 outputs a predetermined drive current to the vertical rotation motor 142.

【0079】また、モータドライバ149は所定の駆動
電流を左右方向回転モータ143に出力する。
Further, the motor driver 149 outputs a predetermined drive current to the left-right rotation motor 143.

【0080】.目標物側制御装置12は、各エンコー
ダ145,146の出力をチェックして、上下方向の回
転角および左右方向の回転角をモニターする。そして、
回転角が所定の角度に達すると、モータドライバ14
8,149へのモータ駆動信号の出力を停止する。
.. The target object side control device 12 checks the outputs of the encoders 145 and 146 to monitor the vertical rotation angle and the horizontal rotation angle. And
When the rotation angle reaches a predetermined angle, the motor driver 14
The output of the motor drive signal to 8 and 149 is stopped.

【0081】.目標物側制御装置12は、目標物側受
光部133からの重心位置データが目標物側受光部13
3の中心位置に移動したことを確認すると、位置情報用
光源132を駆動して目標物追尾手段2に位置情報用の
光を出力する。
.. In the target object side control device 12, the barycentric position data from the target object side light receiver 133 is used as the target object side light receiver 13.
When it is confirmed that the light has moved to the center position of 3, the position information light source 132 is driven to output the position information light to the target object tracking means 2.

【0082】.追尾用受光部224は、目標物からの
位置情報用光を受光すると、その光の重心位置データを
追尾制御装置21に出力する。
.. When the tracking light-receiving unit 224 receives the position information light from the target object, it outputs the center-of-gravity position data of the light to the tracking control device 21.

【0083】−1.追尾制御装置21は、追尾用受光
部224からの重心位置データに基づいて、位置情報用
光の重心が追尾用受光部224の中心に位置するよう
に、追尾光学装置22の上下方向および左右方向の回転
角を算出する。
-1. The tracking control device 21 uses the center-of-gravity position data from the tracking light-receiving unit 224 so that the center of gravity of the position information light is located at the center of the tracking light-receiving unit 224. Calculate the rotation angle of.

【0084】−2.追尾制御装置21は、追尾光学装
置22の上下方向の回転角から上下方向回転モータ23
1駆動の指令値を算出する。
-2. The tracking control device 21 determines the vertical rotation motor 23 from the vertical rotation angle of the tracking optical device 22.
The command value for one drive is calculated.

【0085】また、追尾制御装置21は、追尾光学装置
22の左右方向の回転角から左右方向回転モータ232
駆動の指令値を算出する。
The tracking control device 21 determines the horizontal rotation motor 232 based on the horizontal rotation angle of the tracking optical device 22.
Calculate the drive command value.

【0086】−3.追尾制御装置21は、上下方向回
転モータ231駆動の指令値および回転方向により、上
下方向回転モータ231のモータドライバ235にモー
タ駆動信号を出力する。
-3. The tracking control device 21 outputs a motor drive signal to the motor driver 235 of the vertical rotation motor 231 according to the command value and the rotation direction for driving the vertical rotation motor 231.

【0087】また、追尾制御装置21は、左右方向回転
モータ232駆動の指令値および回転方向により、左右
方向回転モータ232のモータドライバ236にモータ
駆動信号を出力する。
Further, the tracking control device 21 outputs a motor drive signal to the motor driver 236 of the left / right rotation motor 232 according to the command value for driving the left / right rotation motor 232 and the rotation direction.

【0088】モータドライバ235は所定の駆動電流を
上下方向回転モータ231に出力する。
The motor driver 235 outputs a predetermined drive current to the vertical rotation motor 231.

【0089】また、モータドライバ236は所定の駆動
電流を左右方向回転モータ232に出力する。
Further, the motor driver 236 outputs a predetermined drive current to the left-right rotation motor 232.

【0090】.追尾制御装置21は、各エンコーダ2
33,234の出力をチェックして、上下方向の回転角
および左右方向の回転角をモニターする。そして、回転
角が所定の角度に達すると、モータドライバ235,2
36へのモータ駆動信号の出力を停止する。
.. The tracking control device 21 uses each encoder 2
The outputs of 33 and 234 are checked to monitor the vertical rotation angle and the horizontal rotation angle. When the rotation angle reaches a predetermined angle, the motor drivers 235, 2
The output of the motor drive signal to 36 is stopped.

【0091】(3).目標物の位置を算出する場合:(3). To calculate the position of the target:

【0092】.追尾制御装置21は、上記(2)の処
理により、目標物の方向を算出する。
.. The tracking control device 21 calculates the direction of the target by the processing of (2) above.

【0093】.次に、追尾制御装置21は、測距用光
源221を駆動し測距用光を目標物に出力すると同時
に、タイマーをスタートさせる。
.. Next, the tracking control device 21 drives the distance measuring light source 221 to output the distance measuring light to the target object and, at the same time, starts the timer.

【0094】.目標物追尾手段2からの測距用光は、
目標物側光学装置13の反射鏡131にて反射される。
.. The distance measuring light from the target tracking means 2 is
It is reflected by the reflecting mirror 131 of the target-side optical device 13.

【0095】.測距用受光部222は、目標物にて反
射した測距用光を受光すると、追尾制御装置21に通知
する。
.. When the distance measuring light receiving unit 222 receives the distance measuring light reflected by the target object, it notifies the tracking control device 21.

【0096】.追尾制御装置21は、測距用受光部2
22から受光通知を受けると、タイマーをストップさ
せ、測距用光を出力してから受光するまでに要した時間
を算出する。
.. The tracking control device 21 includes the light receiving unit 2 for distance measurement.
When receiving the light reception notification from 22, the timer is stopped and the time required from the output of the distance measuring light to the reception of the light is calculated.

【0097】そして、追尾制御装置21は、その時間と
測距用光の速度とから目標物までの距離を算出する。
Then, the tracking control device 21 calculates the distance to the target from the time and the speed of the distance measuring light.

【0098】これにより、目標物の3次元位置を求める
ことができる。
As a result, the three-dimensional position of the target can be obtained.

【0099】[0099]

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、目標物の姿勢にかかわらず基地局
との光軸を常に一致させることができ、これがため、不
整地走行時においても目標物の正確に追尾することが可
能となるという従来にない優れた自動追尾システムを提
供することができる。
Since the present invention is constructed and functions as described above, according to the present invention, the optical axis of the base station can always be made to coincide with the base station regardless of the posture of the target object. It is possible to provide an unprecedented excellent automatic tracking system that enables accurate tracking of a target even in the case of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例を説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the embodiment of FIG.

【図3】図1におけるローリング検出機構の構成例を示
す構成図である。
3 is a configuration diagram showing a configuration example of a rolling detection mechanism in FIG.

【図4】図1における目標物側光学装置の詳細を示す構
成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing details of a target-side optical device in FIG.

【図5】図1における目標物側駆動装置の詳細を示す構
成図である。
5 is a configuration diagram showing details of a target-side drive device in FIG. 1. FIG.

【図6】図1における目標物側光学装置と目標物駆動装
置の関係を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing the relationship between the target side optical device and the target drive device in FIG.

【図7】図1における追尾光学装置の詳細を示す構成図
である。
7 is a configuration diagram showing details of a tracking optical device in FIG.

【図8】図1における追尾駆動装置の詳細を示す構成図
である。
8 is a configuration diagram showing details of the tracking drive device in FIG. 1. FIG.

【図9】図1における目標物側光学装置と追尾光学装置
の関係を示す構成図で、図9(a)は一つの具体例を示
し、図9(b)は他の具体例を示す。
9A and 9B are configuration diagrams showing a relationship between the target-side optical device and the tracking optical device in FIG. 1, FIG. 9A shows one specific example, and FIG. 9B shows another specific example.

【図10】図1における目標物側受光部および追尾用受
光部の詳細を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing details of a target side light receiving unit and a tracking light receiving unit in FIG.

【図11】図10における二次元位置検出素子の詳細を
説明するための説明図である。
11 is an explanatory diagram for explaining details of the two-dimensional position detection element in FIG.

【図12】図10における二次元位置検出素子の動作を
説明するための説明図(断面図)である。
12 is an explanatory diagram (cross-sectional view) for explaining the operation of the two-dimensional position detecting element in FIG.

【図13】図10における二次元位置検出素子の動作を
説明するための説明図である。
13 is an explanatory diagram for explaining the operation of the two-dimensional position detecting element in FIG.

【図14】目標物におけるローリング補正の動作を説明
するためのフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart for explaining an operation of rolling correction on a target object.

【図15】不整地走行時における目標物と位置情報出力
手段の姿勢を説明するための説明図で、図15(a)は
正常走行状態を示し、図15(b)は前傾走行状態を示
し、図15(c)は後傾走行状態を示す。
15A and 15B are explanatory views for explaining the postures of the target object and the position information output means during traveling on an uneven terrain, FIG. 15A shows a normal traveling state, and FIG. 15B shows a forward leaning traveling state. FIG. 15C shows a backward tilting traveling state.

【図16】目標物におけるローリング補正の動作を説明
するための説明図で、図16(a)は後傾状態の場合の
補正動作を示し、図16(b)は前傾状態の場合の補正
動作を示す。
16A and 16B are explanatory views for explaining the rolling correction operation on the target object, FIG. 16A shows the correction operation in the backward tilted state, and FIG. 16B is the correction operation in the forward tilted state. It shows the operation.

【図17】従来例を示す構成図であり、図17(a)は
海土の移動局の例を示し、図17(b)は移動局が地土
の場合の例を示す。
17A and 17B are configuration diagrams showing a conventional example, FIG. 17A shows an example of a sea-soil mobile station, and FIG. 17B shows an example of a case where the mobile station is ground.

【図18】従来例の動作を説明するための説明図であ
る。
FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining the operation of the conventional example.

【図19】不整地走行時における従来例の動作を説明す
るための説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram for explaining the operation of the conventional example when traveling on an uneven terrain.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 位置情報出力手段 2 目標物追尾手段 11 ローリング検出機構 12 目標物側制御装置 13 目標物側光学装置 14 目標物側駆動装置 21 追尾制御装置 22 追尾光学装置 23 追尾駆動装置 111 ジャイロ 112 加速度計 113 傾斜計 131 反射鏡 132 位置情報用光源 133 目標物側受光部 1 Position Information Output Means 2 Target Tracking Means 11 Rolling Detection Mechanism 12 Target Object Side Control Device 13 Target Object Side Optical Device 14 Target Object Side Drive Device 21 Tracking Control Device 22 Tracking Optical Device 23 Tracking Drive Device 111 Gyro 112 Accelerometer 113 Inclinometer 131 Reflecting mirror 132 Position information light source 133 Target side light receiving unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 3/00 L 9179−3H H04B 10/105 10/10 10/22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G05D 3/00 L 9179-3H H04B 10/105 10/10 10/22

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動する目標物上に設置され位置情報を
出力する位置情報出力手段と、基準位置に固定設置され
前記位置情報出力手段からの位置情報に基づいて前記目
標物を追尾すると共に当該目標物の位置を計測する目標
物追尾手段とを備えた自動追尾システムにおいて、 前記位置情報出力手段を、前記目標物追尾手段に向けて
位置情報を送信する目標物側光学装置と、この目標物側
光学装置の対地姿勢をローリング軸を含む三軸に分けて
駆動制御し正常位置に常時設定する目標物側駆動装置と
により構成し、 前記目標物側光学装置に当該目標物側光学装置のローリ
ングを検出するローリング検出機構を装備すると共に、
このローリング検出機構で検出されるローリング関連デ
ータに基づいて所定の演算を行い前記目標物側駆動装置
にローリング軸用の姿勢制御データを出力する目標物側
制御装置を、前記目標物側駆動装置に併設したことを特
徴とする自動追尾システム。
1. A position information output means which is installed on a moving target object and outputs position information, and which is fixedly installed at a reference position and tracks the target object based on the position information from the position information output means. In an automatic tracking system including a target tracking means for measuring the position of a target, the position information output means, a target side optical device for transmitting position information toward the target tracking means, and the target And a target object side drive device that drives and controls the ground posture of the side optical device into three axes including a rolling axis and always sets the target position side optical device to a normal position. Equipped with a rolling detection mechanism to detect
A target object side control device that outputs a posture control data for a rolling axis to the target object side drive device by performing a predetermined calculation based on the rolling related data detected by the rolling detection mechanism is set to the target object side drive device. An automatic tracking system characterized by being installed together.
【請求項2】 前記ローリング検出機構が、ジャイロ,
加速度計及び傾斜計等によって構成されていることを特
徴とした請求項1記載の自動追尾システム。
2. The rolling detection mechanism comprises a gyro,
The automatic tracking system according to claim 1, wherein the automatic tracking system comprises an accelerometer and an inclinometer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603865B1 (en) 2000-01-27 2003-08-05 President Of Nagoya University System for optically performing position detection and data communication
CN102591364A (en) * 2012-03-30 2012-07-18 常熟市赵市水磨粉厂 Solar energy tracking system

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