JP2000346939A - 反射光識別方法とその装置および反射光識別装置を使用した移動体の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、正確で簡素で実用的な反射光識別
方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 移動体１の周囲に、位置が特定された複
数のリフレクタ（再帰反射体）を配置し、移動体１から
全周囲に渡って半導体レーザ11の光線を照射し、光線の
反射光を受光素子32で受光したときの光線を照射してい
るミラー回転角度θを検出し、リフレクタからの反射光
を受光素子32で受光するミラー回転角度の角度範囲θｍ
ｉｎ〜θｍａｘを予測し、検出したミラー回転角度θが
この予測回転角度の範囲θｍｉｎ〜θｍａｘ内にあると
き、リフレクタからの反射光であると認識する。この方
法により、リフレクタとその他のノイズ（窓、金属枠、
パイプなどの正反射体）を識別でき、レーザ誘導システ
ムにおいて外乱ノイズを除去できノイズによる位置の誤
検出を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、再帰反射体からの
反射光であるかどうかを識別する反射光識別方法とその
装置および反射光識別装置を使用した移動体の位置検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定座標に配置された３個の再帰
反射体を使用して移動体の現在位置を計測する方式が知
られている。再帰反射体は、立方体の１つの角を切り取
ったように互いに直交する３つの平らな反射面で構成さ
れる三角錐形のプリズムからなり、入射した光線を３つ
の面で反射させた後、正確に入射した方向に送り返す働
きをする。また再帰反射体として、三角錐型のプリズム
を複数敷きつめたようにシート状に加工したものも使用
されている。このシート状の再帰反射体は縦長にして使
用されることが多い。

【０００３】上記移動体の現在位置の計測方法を図７に
より説明する。移動体１の所定位置を中心として、平面
的に回転する回転体から光線を発射して全周を走査し、
所定の３ヵ所｛Ａ点（Ｘ1 ，Ｙ1 ）、Ｂ点（Ｘ2 ，Ｙ2
）、Ｃ点（Ｘ3 ，Ｙ3 ）｝に配置された再帰反射体２
からの反射光を入力したときの前記回転体の回転角度を
検出することにより行われる。

【０００４】図７において、ψは移動体１のＸ軸からの
姿勢角度、Ｌ12はＡ点−Ｂ点間の距離、Ｌ13はＡ点−Ｃ
点間の距離、Θ1 はＡ点を検出したときの回転角度、Θ
2 はＢ点を検出したときの回転角度、Θ3 はＣ点を検出
したときの回転角度、ε1 はＡ点を原点としたＢ点のＸ
軸からの角度、ε2 はＡ点を原点としたＢ点−Ｃ点間の
角度である。

【０００５】移動体１の位置（Ｘｖ，Ｙｖ）と姿勢角度
ψは次の式（１）〜（10）により求められる。（詳細
は、「システムと制御」第29巻第８号（1985）ｐ．553
〜560参照。）

【０００６】

【数１】 上記位置計測のとき、検出した反射光が、再帰反射体２
からの反射光であるか、窓や金属パイプなどの正反射体
からの反射光（ノイズ）であるかどうかを識別する必要
があり、そこで再帰反射体２を次のように設けて識別し
ている。 バーコード型配置方式 再帰反射体を複数、バーコード状に配置して識別する。 バーコード貼り付け方式 再帰反射体の背面、前面にバーコードを貼り、識別す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記再帰反射
体の構成による反射光の識別方法では、次のような問題
があった。 バーコード型配置方式 再帰反射体の設置サイズが大きくなり、また信号処理が
複雑になるという問題があった。また現在位置の計測に
必要な角度情報が不正確になる恐れがあった。さらにバ
ーコードをなす再帰反射体の隙間に正反射体が存在する
ような状態に偶然なったときには、バーコード自身が成
り立たなくなるため、エラーが発生する恐れがあった。 バーコード貼り付け方式 再帰反射体の大きさに制限があることから、距離が離れ
ると貼り付けられたバーコードの識別ができなくなり、
反射光の識別が不能となるという恐れがあった。

【０００８】そこで、本発明は、正確で簡素で実用的な
反射光識別方法とその装置、および反射光識別装置を使
用した移動体の位置検出装置を提供することを目的とし
たものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明は、移動体から周囲に渡っ
て光線を照射し、その反射光が移動体の周囲に配置され
た再帰反射体からの反射光であるかどうかを識別する反
射光識別方法であって、反射光を受光したとき、光線を
照射している回転角度を検出し、再帰反射体の位置に基
づいて、光線が再帰反射体により反射されて受光される
ときの前記光線を照射している回転角度の範囲を予測
し、前記検出した光線の回転角度が、前記予測した回転
角度の範囲内にあるとき、前記再帰反射体からの反射光
であると認識することを特徴とするものである。

【００１０】上記方法により、反射光を受光したときの
光線を照射している回転角度が、再帰反射体からの反射
光を受光する予測回転角度の範囲内に在るとき、再帰反
射体からの反射光であると認識される。また請求項２記
載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記予測
回転角度の範囲を、移動体の１制御周期前の座標と再帰
反射体が配置された座標との距離、および移動体の１制
御周期前の座標における移動体の走行方向と再帰反射体
の方向との角度により求めることを特徴とするものであ
る。

【００１１】この方法により、移動体と各再帰反射体の
座標（位置）を考慮して、各再帰反射体からの反射光を
受光する予測回転角度の範囲が求められる。また請求項
３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明
であって、検出した光線の回転角度が複数の再帰反射体
の予測回転角度の範囲にあるとき、これら予測回転角度
の範囲を有す再帰反射体のうち移動体に最も近い再帰反
射体の予測回転角度の範囲を選択することを特徴とする
ものである。

【００１２】この方法により、光線を反射した再帰反射
体の予測回転角度の範囲が選択される。また請求項４記
載の発明は、請求項３に記載の発明であって、選択され
た再帰反射体の予測回転角度の範囲内における、反射光
の受光時間、または受光強度の少なくとも一方を計測
し、複数の反射光を検出したとき、計測された受光時間
が最も長い、または受光強度が最も強い反射光を選択
し、この反射光を検出しているときの回転角度を、再帰
反射体から反射光を検出したときの回転角度と認識する
ことを特徴とするものである。

【００１３】この方法により、再帰反射体の予測回転角
度の範囲内における反射光の計測によって複数の反射光
が検出されると、計測された受光時間が最も長い、また
は受光強度が最も強い反射光が選択され、この反射光を
検出しているときの回転角度が、再帰反射体から反射光
を検出したときの回転角度と認識される。さらに請求項
５記載の発明は、請求項３に記載の発明であって、選択
された再帰反射体の予測回転角度の範囲内における、反
射光の受光時間を計測し、複数の反射光を検出したと
き、予測回転角度の範囲内に存在する再帰反射体の１つ
を選択し、この選択した再帰反射体の反射光の受光時間
を予測し、この予測した受光時間に最も近い計測受光時
間の反射光を、選択した再帰反射体からの反射光と認識
し、この反射光を検出しているときの回転角度を、再帰
反射体から反射光を検出したときの回転角度と認識する
ことを特徴とするものである。

【００１４】この方法により、複数の反射光が検出され
ると、使用したい１つの再帰反射体が選択され、選択さ
れた再帰反射体の受光時の受光時間（パルス幅）が予測
され、予測した受光時間に最も近い計測受光時間の反射
光が選択した再帰反射体からの反射光と認識され、この
反射光を検出しているときの回転角度が、再帰反射体か
ら反射光を検出したときの回転角度と認識される。

【００１５】また請求項６記載の発明は、請求項３に記
載の発明であって、選択された再帰反射体の予測回転角
度の範囲内における、反射光の受光強度を計測し、複数
の反射光を検出したとき、予測回転角度の範囲内に存在
する再帰反射体の１つを選択し、この選択した再帰反射
体の反射光の受光強度を予測し、この予測した受光強度
に最も近い計測受光強度の反射光を、選択した再帰反射
体からの反射光と認識し、この反射光を検出していると
きの回転角度を、再帰反射体から反射光を検出したとき
の回転角度と認識することを特徴とするものである。

【００１６】この方法により、複数の反射光が検出され
ると、使用したい１つの再帰反射体が選択され、選択さ
れた再帰反射体の受光時の受光強度が予測され、予測し
た受光強度に最も近い計測受光強度の反射光が選択した
再帰反射体からの反射光と認識され、この反射光を検出
しているときの回転角度が、再帰反射体から反射光を検
出したときの回転角度と認識される。

【００１７】さらに請求項７記載の発明は、移動体から
周囲に渡って光線を照射し、その反射光が移動体の周囲
に配置された再帰反射体からの反射光であるかどうかを
識別する反射光識別装置であって、前記光線を照射して
いる回転角度を検出する角度検出手段と、反射光を検出
しているとき、前記角度検出手段により検出される光線
の回転角度を検出し、再帰反射体の位置に基づいて、光
線が再帰反射体により反射されて受光されるときの前記
光線を照射している回転角度の範囲を予測し、前記検出
した光線の回転角度が、前記予測した回転角度の範囲内
にあるとき、前記再帰反射体からの反射光であると認識
する認識手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１８】上記構成により、反射光を受光したときの
光線を照射している回転角度が、再帰反射体からの反射
光を受光する予測回転角度の範囲に在るとき、再帰反射
体からの反射光であると認識される。また請求項８記載
の発明は、請求項７に記載の発明であって、認識手段
は、前記予測回転角度の範囲を、移動体の１制御周期前
の座標と再帰反射体が配置された座標との距離、および
移動体の１制御周期前の座標における移動体の走行方向
と再帰反射体の方向との角度により求めることを特徴と
するものである。

【００１９】上記構成により、移動体と各再帰反射体の
座標（位置）を考慮して、各再帰反射体からの反射光を
受光する予測回転角度の範囲が求められる。また請求項
９記載の発明は、移動体から周囲に渡って光線を照射
し、その反射光が移動体の周囲に配置された再帰反射体
からの反射光であるかどうかを識別する反射光識別装置
であって、前記光線を照射している回転角度を検出する
角度検出手段と、反射光を検出しているとき、前記角度
検出手段により検出される光線の回転角度を検出し、再
帰反射体の位置に基づいて、光線が再帰反射体により反
射されて受光されるときの前記光線を照射している回転
角度の範囲を予測し、前記検出した光線の回転角度が、
前記予測した回転角度の範囲内にあるとき、前記再帰反
射体からの反射光であると認識する認識手段とを備え、
前記認識手段は、検出した光線の回転角度が複数の再帰
反射体の予測回転角度の範囲にあるとき、これら予測回
転角度の範囲を有す再帰反射体のうち移動体に最も近い
再帰反射体の予測回転角度の範囲を選択することを特徴
とするものである。

【００２０】上記構成により、反射光を受光したときの
光線を照射している回転角度が、再帰反射体からの反射
光を受光する予測回転角度の範囲に在るとき、再帰反射
体からの反射光であると認識される。また検出した光線
の回転角度が複数の再帰反射体の予測回転角度の範囲に
あるとき、これら予測回転角度の範囲を有す再帰反射体
のうち移動体に最も近い再帰反射体の予測回転角度の範
囲が選択される。

【００２１】また請求項１０記載の発明は、請求項９に
記載の発明であって、反射光を検出しているときの受光
時間、または受光強度の少なくとも一方を計測する受光
計測手段を設け、認識手段は、選択された再帰反射体の
予測回転角度の範囲内の反射光を計測し、複数の反射光
を検出したとき、前記受光計測手段により計測された受
光時間が最も長い、または受光強度が最も強い反射光を
選択し、この反射光を検出しているときの回転角度を、
再帰反射体から反射光を検出したときの回転角度と認識
することを特徴とするものである。

【００２２】この構成により、再帰反射体の予測回転角
度の範囲内における反射光の計測によって複数の反射光
が検出されると、計測された受光時間が最も長い、また
は受光強度が最も強い反射光が選択され、この反射光を
検出しているときの回転角度が、再帰反射体から反射光
を検出したときの回転角度と認識される。また請求項１
１に記載の発明は、上記請求項９に記載の発明であっ
て、反射光を検出しているときの受光時間を計測する受
光計測手段を設け、認識手段は、選択された再帰反射体
の予測回転角度の範囲内の反射光を計測し、複数の反射
光を検出したとき、前記予測回転角度の範囲内に存在す
る再帰反射体の１つを選択し、移動体の１制御周期前の
座標あるいは予測される現在位置の座標と選択した再帰
反射体が配置された座標との距離と、選択した再帰反射
体の大きさにより、受光時の受光時間を予測し、この予
測した受光時間に最も近い計測受光時間の反射光を、選
択した再帰反射体からの反射光と認識し、この反射光を
検出しているときの回転角度を、再帰反射体から反射光
を検出したときの回転角度と認識することを特徴とする
ものである。

【００２３】この構成により、複数の反射光が検出され
ると、使用したい１つの再帰反射体が選択され、選択さ
れた再帰反射体の受光時の受光時間（パルス幅）が予測
され、予測した受光時間に最も近い計測受光時間の反射
光が選択した再帰反射体からの反射光と認識され、この
反射光を検出しているときの回転角度が、再帰反射体か
ら反射光を検出したときの回転角度と認識される。

【００２４】また請求項１２に記載の発明は、上記請求
項９に記載の発明であって、反射光を検出しているとき
の受光強度を計測する受光計測手段を設け、認識手段
は、選択された再帰反射体の予測回転角度の範囲内の反
射光を計測し、複数の反射光を検出したとき、前記予測
回転角度の範囲内に存在する再帰反射体の１つを選択
し、移動体の１制御周期前の座標あるいは予測される現
在位置の座標と選択した再帰反射体が配置された座標と
の距離により受光時の受光強度を予測し、この予測した
受光強度に最も近い計測受光強度の反射光を、選択した
再帰反射体からの反射光と認識し、この反射光を検出し
ているときの回転角度を、再帰反射体から反射光を検出
したときの回転角度と認識することを特徴とするもので
ある。

【００２５】この構成により、複数の反射光が検出され
ると、使用したい１つの再帰反射体が選択され、選択さ
れた再帰反射体の受光時の受光強度が予測され、予測し
た受光強度に最も近い計測受光強度の反射光が選択した
再帰反射体からの反射光と認識され、この反射光を検出
しているときの回転角度が、再帰反射体から反射光を検
出したときの回転角度と認識される。

【００２６】また請求項１３記載の発明は、請求項７〜
請求項１２のいずれかに記載の反射光識別装置を備え、
複数の再帰反射体が配置されたエリアの所定径路を移動
する移動体の位置検出装置であって、認識手段により認
識された再帰反射体の座標と光線の回転角度に基づい
て、移動体の現在位置を計測する位置計測手段とを備え
たことを特徴とするものである。

【００２７】上記構成により、認識された再帰反射体の
座標と光線の回転角度に基づいて、移動体の現在位置を
計測される。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、図２に示すように、移動体
１の周囲に、４個の円柱形状のリフレクタ（再帰反射体
の一例；たとえば±４５゜以内の光を入射方向へ反射で
きる）５が配置され、ノイズ源となる窓や金属パイプな
どの正反射体９が存在するものとする。

【００２９】図１は本発明の実施の形態における反射光
識別方法を実現する誘導設備を搭載した移動体の要部構
成図である。フォークリフトなどの移動体１には、誘導
設備として、レーザ光線を発生するレーザ光線発生手段
と、レーザ光線を平面的に全周に渡って照射する回転ミ
ラー手段と、反射体から反射されたレーザ光線（反射
光）を検出する光検出手段と、移動体１の位置と姿勢を
求める移動体１の位置検出手段が設けられている。

【００３０】図１に示すように、上記レーザ光線発生手
段は、レーザ光線を垂直上方へ照射する半導体レーザ11
およびその駆動回路12から構成されている。この構成に
より、半導体レーザ11から、後述するハーフミラーを通
って垂直上方へレーザ光線ａが照射される。また上記回
転ミラー手段は、レーザ光線ａの通路となる垂直な筒状
の導管17と、この導管17が中心下方に接続され、リング
状の軸受18上に載置された筒体19と、この筒体19内に４
５度の傾きで配置された、導管17から導かれたレーザ光
線ａを反射して筒体19の側面に設けた窓部20へ導く反射
ミラー21と、前記導管17を中心に嵌合して導管17を回転
する第１プーリー22と、ＤＣモータ23およびその駆動回
路24と、ＤＣモータ23の回転軸に直結された第２プーリ
ー25と、この第２プーリー25の回転力を第１プーリー22
へ伝達するベルト26から構成されている。

【００３１】この構成により、ＤＣモータ23が駆動回路
24により駆動されると、ＤＣモータ23の回転力は第２プ
ーリー25、ベルト26、第１プーリー22を介して導管17へ
伝達され、導管17が回転し、よって筒体19とともに反射
ミラー21が回転し、導管17内に照射されたレーザ光線ａ
は、反射ミラー21の回転により、導管19の中心位置を中
心として移動体１の全周に照射される。

【００３２】上記レーザ光線発生手段と回転ミラー手段
により、光照射手段が形成される。また上記光検出手段
は、半導体レーザ11の上方に反射ミラー21に対向して、
４５度の傾きで配置されたハーフミラー31と、このハー
フミラー31により反射され、半導体レーザ11より出射さ
れた光路に沿って戻ってきたレーザ光線ａの反射光を受
光する受光素子32およびそのアンプ33から構成されてい
る。

【００３３】この構成により、反射ミラー21を介して導
かれたレーザ光線ａの反射光は、それぞれハーフミラー
31により反射されて受光素子32へ入射され、この受光素
子32の受光信号はアンプ33により増幅される。また上記
位置検出手段は、前記導管17に連結され、導管17の回転
角度を検出するエンコーダ38と、このエンコーダ38から
出力されるパルス信号を加算して移動体１の進行方向を
０°とする反射ミラー21の回転角度（レーザ光線の照射
角度）θを計測するミラー回転角度検出器39と、コンピ
ュータからなる位置・姿勢計測部40と、各リフレクタ５
の座標（位置）が記憶されたメモリ41から構成されてい
る。

【００３４】位置・姿勢計測部40は、ミラー回転角度検
出器32から出力されたミラー回転角度θのデータ、およ
び上記アンプ33により増幅された受光素子32の受光信号
ｊを入力し、受光素子32により検出された反射光が、リ
フレクタ５からの反射光であるか、窓や金属パイプなど
の正反射体９からの反射光であるかどうかを識別し、リ
フレクタ５からの反射光であると認識すると、検出信号
毎にミラー回転角度θを記憶し、すなわちリフレクタ５
の進行方向からの角度を記憶し、これら角度θとメモリ
41に記憶されたリフレクタ５の座標情報より移動体１の
現在位置と姿勢を計測する。位置検出手段は、認識手段
と計測手段を兼ねている。

【００３５】位置・姿勢計測部40により計測された移動
体１の現在位置と姿勢の情報は、操舵コントローラ42へ
出力され、操舵コントローラ42は、メモリ43に予め設定
された移動体径路情報に基づいて操舵部44を駆動する。
これにより、移動体１は予め設定された移動体径路に沿
って移動することができる。上記位置・姿勢計測部40に
おける反射光の識別方法について図３のフローチャート
にしたがって詳細に説明する。なお、現在位置の計測方
法は従来と同様であり、説明を省略する。 ステップ−１，２ 受光素子32の受光信号（パルス信号）ｊ｛図４（ａ）参
照｝の立ち上がりを検出すると、このときのミラー回転
角度検出器39から出力されたミラー回転角度θを記憶す
る。 ステップ−３ 次に、メモリ41に記憶（登録）されている各リフレクタ
５から反射される反射光を受光したとき予測されるミラ
ー回転角度の角度範囲（以下、予測角度範囲と略す）θ
ｍｉｎ〜θｍａｘを、図５に示すように、１制御周期前
（前回）の位置計測値（Ｘｔ−１，Ｙｔ−１）とリフレ
クタ５の座標（Ｘｒ，Ｙｒ）との距離Ｌ、および前回の
位置計測値（Ｘｔ−１，Ｙｔ−１）における移動体１の
走行方向とリフレクタ５の座標（Ｘｒ，Ｙｒ）との角度
θｘから式（11）により求める。式（11）において、ｋ
は比例定数である。

【００３６】Δθ＝ｋ×Ｌ θｍｉｎ＝θｘ−Δθ θｍａｘ＝θｘ＋Δθ・・・（11） 全てのリフレクタ５の予測角度範囲θｍｉｎ〜θｍａｘ
を求める。 ステップ−４，５ 次に、求められたミラー回転角度θが、各リフレクタ５
の予測角度範囲（θｍｉｎ〜θｍａｘ）内にあるか、さ
らに各リフレクタ５のそれぞれのどの予測角度範囲（θ
ｍｉｎ〜θｍａｘ）内にあるかを判別し、予測角度範囲
内に在るときリフレクタ５からの反射光と認識し、判別
されたリフレクタ５の座標（Ｘｒ，Ｙｒ）を記憶する。 ステップ−６〜８ 求められたミラー回転角度θが、２つ以上のリフレクタ
５の予測角度範囲（θｍｉｎ〜θｍａｘ）あるとき、前
回の位置計測値（Ｘｔ−１，Ｙｔ−１）とこれらリフレ
クタ５の座標（Ｘｒ，Ｙｒ）より、移動体１に最も近い
リフレクタ５を選択して、選択したリフレクタ５の座標
（Ｘｒ，Ｙｒ）と予測角度範囲（θｍｉｎ〜θｍａｘ）
を記憶する。 ステップ−９，１０ 上記選択したリフレクタ５の予測角度範囲の上限値θｍ
ａｘとなるまで、ミラー回転角度検出器39から出力され
たミラー回転角度のデータより受光信号ｊの立上がり時
の角度と立下がり時の角度を計測して記憶し、受光信号
ｊのパルス幅Ｗ（Ｗｆ，Ｗｎ）とピーク電圧Ｖ（Ｖｆ，
Ｖｎ）｛図４（ａ）参照｝を計測して記憶する。 ステップ−１１，１２ 次に、計測したリフレクタ５のデータに、図４（ａ）に
示すように、２つの受光信号ｊのパルスを確認すると、
これらパルスの受光信号ｊのパルス幅Ｗとピーク電圧Ｖ
より、最も確からしいパルス（リフレクタ５のデータ）
を選択する。

【００３７】この選択は、下記の中の１つあるいは組み
合わせにより行う。 １．リフレクタ５のデータの中の受光信号ｊのパルス幅
Ｗが最も広いデータ、すなわち受光時間が最も長いパル
スを選択する。図４（ａ）に示すように、パルス幅Ｗｎ
＞Ｗｆのとき、パルス幅Ｗｎのパルスを選択する。 ２．受光信号ｊのピーク電圧Ｖが最も高いデータ、すな
わち受光強度が最も強いパルスを選択する。図４（ａ）
に示すように、ピーク電圧Ｖｎ＞Ｖｆのとき、ピーク電
圧Ｖｎのパルスを選択する。なお、図４（ｂ）に示すよ
うに、ピーク電圧Ｖは移動体１とリフレクタ５との距離
Ｌの２乗に反比例する。

【００３８】このステップ−１２により、認識されたリ
フレクタ５のデータのうち、受光信号ｊのパルス幅Ｗが
最も広い、すなわち受光時間が最も長い、または受光信
号ｊのピーク電圧Ｖが最も高い、すなわち受光強度が最
も強い反射光（パルス）が選択される。よって、最も移
動体１に近く、信頼性のあるリフレクタ５のパルスが選
択される。 ステップ−１３ 選択されたパルスの立上がり角度と立下がり角度の中間
値（平均値）を演算してリフレクタ５の角度θｃを求め
る。 ステップ−１４ ステップ−８に記憶したリフレクタ５の座標（Ｘｒ，Ｙ
ｒ）とステップ−１３で求めたこのリフレクタ５の角度
θｃと、前回までに求めた他の２つのリフレクタ５の座
標（Ｘｒ，Ｙｒ）と角度θｃにより、移動体１の位置
（Ｘｖ，Ｙｖ）と姿勢角度ψを求め、操舵コントローラ
42へ出力する。

【００３９】上記誘導設備の構成により、移動体１より
レーザ光線ａが移動体１の周囲に渡って照射され、受光
素子32の受光信号ｊを入力したとき、リフレクタ５の反
射光を検出しているかが識別され、このときの回転角度
検出器31により検出されるミラー回転角度θｃが求めら
れることによって、移動体１を中心とした各リフレクタ
５の配置角度θｃと各リフレクタ５の座標（Ｘｒ，Ｙ
ｒ）から移動体１の現在位置（Ｘｖ，Ｙｖ）と姿勢角度
ψが計測される。移動体１は計測した移動体１の現在位
置（Ｘｖ，Ｙｖ）と姿勢角度ψに基づいて、予め設定さ
れたルートに沿って移動する。

【００４０】このように、リフレクタ５とその他のノイ
ズ（窓、金属枠、パイプなどの正反射体９）を識別で
き、よって外乱ノイズを除去できノイズによる位置の誤
検出を防止できる。また誘導方法と組み合わせることに
より、反射ノイズの影響を無くした、精度のよい正確
な、そして安全な誘導を行うことができる。また、通常
のリフレクタ５を使用し、従来のようなバーコード形式
の特殊なリフレクタを用意する必要がないことから、バ
ーコードの乱れや識別の不備に起因してリフレクタを識
別できなくなるという不具合を解消でき、またコストを
低減することができる。

【００４１】なお、本実施の形態では、上記ステップ−
１２において、認識されたリフレクタ５のデータのう
ち、受光信号ｊのパルス幅Ｗが最も広い、すなわち受光
時間が最も長い、または受光信号ｊのピーク電圧Ｖが最
も高い、すなわち受光強度が最も強い反射光が選択され
ているが、選択されたリフレクタ予想角度の範囲内に、
複数の反射光を検出したとき、下記のように反射光を選
択することもできる。

【００４２】まず、選択されたリフレクタ予想角度の範
囲内に存在するリフレクタ５の内の使用したい１つを選
択する。たとえば、リフレクタ予想角度の範囲内に存在
する各リフレクタ５の座標（Ｘｒ，Ｙｒ）と前回ステッ
プ−１４において使用した他の２つのリフレクタ５の座
標（Ｘｒ，Ｙｒ）により形成される３角形の重心が、前
回の計測による移動体１の位置（Ｘｖ，Ｙｖ）に最も近
いリフレクタ５を選択する。

【００４３】次に、選択したリフレクタ５の受光時間
（受光信号ｊのパルス幅Ｗ）、あるいは受光強度（受光
信号ｊのピーク値Ｖ）を予測する（詳細は後述する）。
そして、最も予測した受光時間（パルス幅Ｗｙ）に近い
受光時間（パルス幅Ｗ）の反射光、あるいは最も予測し
た受光強度（ピーク値Ｖｙ）に近い受光強度（ピーク値
Ｖ）の反射光を、選択したリフレクタ５からの反射光と
認識し、反射光（パルス）を選択する。よって、使用し
たいリフレクタ５のパルスが選択される。

【００４４】選択したリフレクタ５の受光時間（パルス
幅Ｗ）の予測は、図６に示すように、移動体１の１制御
周期前（前回）の位置計測値（Ｘｔ−１，Ｙｔ−１）と
リフレクタ５の座標（Ｘｒ，Ｙｒ）との距離Ｌにより、
式（12）によりリフレクタ５を検出する角度θｒを求
め、続いてこの角度θｒをレーザ光線ａの照射回転速度
ｖにより除算することによりパルス幅Ｗｙ（＝θｒ／
ｖ）を求めることができる。

【００４５】

【数２】 式（12）において、ｒはリフレクタ５の半径、θ１はレ
ーザ光線ａを反射可能なリフレクタ５の領域の角度、θ
２はレーザ光線ａの有効強度の広がり角度である。θ２
は一定値、あるいは前記距離Ｌとレーザ光線ａの有効強
度から広がり幅を実測してデータテーブルを用意し、こ
のテーブルから検索する。

【００４６】また選択したリフレクタ５の受光強度（ピ
ーク値Ｖｙ）の予測は、前記図４（ｂ）に示すように、
ピーク電圧Ｖは移動体１とリフレクタ５との距離Ｌの２
乗に反比例することから、距離Ｌにより求めることがで
きる。また予め、距離Ｌと受光強度の関係を実際に計測
したデータに基づくデータテーブルを用意し、このテー
ブルから検索するようにしてもよい。

【００４７】なお、リフレクタ５の受光時間、あるいは
受光強度の予測に使用する距離Ｌを、１制御周期前（前
回）の位置計測値（Ｘｔ−１，Ｙｔ−１）とリフレクタ
５の座標（Ｘｒ，Ｙｒ）により求めているが、１制御周
期前（前回）の位置計測値（Ｘｔ−１，Ｙｔ−１）に代
えて、移動体１の予測される現在位置｛たとえば、１制
御周期前（前回）の位置計測値（Ｘｔ−１，Ｙｔ−１）
を移動方向とその距離（走行速度×時間）により補正し
て求める｝を使用して求めるようにしてもよい。

【００４８】このように、リフレクタ５の反射光（パル
ス）が選択されると、この反射光を検出しているときの
回転角度を、リフレクタ５から反射光を検出したときの
回転角度と認識して、移動体１の位置を検出することが
できる。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、再帰
反射体から反射される反射光の予測角度範囲を求め、こ
の予測角度範囲内に、検出した光線の回転角度があるか
どうかによりに再帰反射体からの反射光であるかどうか
を認識でき、よってその他のノイズ（窓、金属枠、パイ
プなど）を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における反射光識別方法を
実現する誘導設備を搭載した移動体の構成図である。

【図２】同移動体と再帰反射体の配置図である。

【図３】同移動体の位置・姿勢計測部の動作を説明する
フローチャートである。

【図４】同移動体において検出される反射光の受光信号
の説明図である。

【図５】同移動体の位置・姿勢計測部における、リフレ
クタの予測角度範囲の説明図である。

【図６】同移動体の位置・姿勢計測部における、リフレ
クタの予測角度を検出する方法の説明図である。

【図７】レーザ誘導設備による位置測定の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 移動体 ５ リフレクタ 11 半導体レーザ 17 導管 19 筒体 20 窓部 21 反射ミラー 22，25 プーリー 23 ＤＣモータ 26 ベルト 31 ハーフミラー 32 受光素子 38 エンコーダ 39 回転角度検出器 40 位置・姿勢計測部 ａ レーザ光線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 陽一郎 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 下田 洋敏 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 植田 茂樹 大阪府大阪市西区京町堀１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内 (72)発明者 斎藤 浩一 大阪府大阪市西区京町堀１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J084 AA02 AA04 AA10 AC01 AD01 BA04 BA32 BB21 BB24 CA03 CA23 DA09

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体から周囲に渡って光線を照射し、
   その反射光が移動体の周囲に配置された再帰反射体から
   の反射光であるかどうかを識別する反射光識別方法であ
   って、 反射光を受光したとき、光線を照射している回転角度を
   検出し、 再帰反射体の位置に基づいて、光線が再帰反射体により
   反射されて受光されるときの前記光線を照射している回
   転角度の範囲を予測し、 前記検出した光線の回転角度が、前記予測した回転角度
   の範囲内にあるとき、前記再帰反射体からの反射光であ
   ると認識することを特徴とする反射光識別方法。
2. 【請求項２】 前記予測回転角度の範囲を、移動体の１
   制御周期前の座標と再帰反射体が配置された座標との距
   離、および移動体の１制御周期前の座標における移動体
   の走行方向と再帰反射体の方向との角度により求めるこ
   とを特徴とする請求項１記載の反射光識別方法。
3. 【請求項３】 検出した光線の回転角度が複数の再帰反
   射体の予測回転角度の範囲にあるとき、これら予測回転
   角度の範囲を有す再帰反射体のうち移動体に最も近い再
   帰反射体の予測回転角度の範囲を選択することを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の反射光識別方法。
4. 【請求項４】 選択された再帰反射体の予測回転角度の
   範囲内における、反射光の受光時間、または受光強度の
   少なくとも一方を計測し、 複数の反射光を検出したとき、計測された受光時間が最
   も長い、または受光強度が最も強い反射光を選択し、こ
   の反射光を検出しているときの回転角度を、再帰反射体
   から反射光を検出したときの回転角度と認識することを
   特徴とする請求項３記載の反射光識別方法。
5. 【請求項５】 選択された再帰反射体の予測回転角度の
   範囲内における、反射光の受光時間を計測し、 複数の反射光を検出したとき、予測回転角度の範囲内に
   存在する再帰反射体の１つを選択し、この選択した再帰
   反射体の反射光の受光時間を予測し、この予測した受光
   時間に最も近い計測受光時間の反射光を、選択した再帰
   反射体からの反射光と認識し、この反射光を検出してい
   るときの回転角度を、再帰反射体から反射光を検出した
   ときの回転角度と認識することを特徴とする請求項３記
   載の反射光識別方法。
6. 【請求項６】 選択された再帰反射体の予測回転角度の
   範囲内における、反射光の受光強度を計測し、 複数の反射光を検出したとき、予測回転角度の範囲内に
   存在する再帰反射体の１つを選択し、この選択した再帰
   反射体の反射光の受光強度を予測し、この予測した受光
   強度に最も近い計測受光強度の反射光を、選択した再帰
   反射体からの反射光と認識し、この反射光を検出してい
   るときの回転角度を、再帰反射体から反射光を検出した
   ときの回転角度と認識することを特徴とする請求項３記
   載の反射光識別方法。
7. 【請求項７】 移動体から周囲に渡って光線を照射し、
   その反射光が移動体の周囲に配置された再帰反射体から
   の反射光であるかどうかを識別する反射光識別装置であ
   って、 前記光線を照射している回転角度を検出する角度検出手
   段と、 反射光を検出しているとき、前記角度検出手段により検
   出される光線の回転角度を検出し、再帰反射体の位置に
   基づいて、光線が再帰反射体により反射されて受光され
   るときの前記光線を照射している回転角度の範囲を予測
   し、前記検出した光線の回転角度が、前記予測した回転
   角度の範囲内にあるとき、前記再帰反射体からの反射光
   であると認識する認識手段とを備えたことを特徴とする
   反射光識別装置。
8. 【請求項８】 認識手段は、前記予測回転角度の範囲
   を、移動体の１制御周期前の座標と再帰反射体が配置さ
   れた座標との距離、および移動体の１制御周期前の座標
   における移動体の走行方向と再帰反射体の方向との角度
   により求めることを特徴とする請求項７記載の反射光識
   別装置。
9. 【請求項９】 移動体から周囲に渡って光線を照射し、
   その反射光が移動体の周囲に配置された再帰反射体から
   の反射光であるかどうかを識別する反射光識別装置であ
   って、 前記光線を照射している回転角度を検出する角度検出手
   段と、 反射光を検出しているとき、前記角度検出手段により検
   出される光線の回転角度を検出し、再帰反射体の位置に
   基づいて、光線が再帰反射体により反射されて受光され
   るときの前記光線を照射している回転角度の範囲を予測
   し、前記検出した光線の回転角度が、前記予測した回転
   角度の範囲内にあるとき、前記再帰反射体からの反射光
   であると認識する認識手段とを備え、 前記認識手段は、検出した光線の回転角度が複数の再帰
   反射体の予測回転角度の範囲にあるとき、これら予測回
   転角度の範囲を有す再帰反射体のうち移動体に最も近い
   再帰反射体の予測回転角度の範囲を選択することを特徴
   とする反射光識別装置。
10. 【請求項１０】 反射光を検出しているときの受光時
    間、または受光強度の少なくとも一方を計測する受光計
    測手段を設け、 認識手段は、選択された再帰反射体の予測回転角度の範
    囲内の反射光を計測し、複数の反射光を検出したとき、
    前記受光計測手段により計測された受光時間が最も長
    い、または受光強度が最も強い反射光を選択し、この反
    射光を検出しているときの回転角度を、再帰反射体から
    反射光を検出したときの回転角度と認識することを特徴
    とする請求項９記載の反射光識別装置。
11. 【請求項１１】 反射光を検出しているときの受光時間
    を計測する受光計測手段を設け、 認識手段は、選択された再帰反射体の予測回転角度の範
    囲内の反射光を計測し、複数の反射光を検出したとき、 前記予測回転角度の範囲内に存在する再帰反射体の１つ
    を選択し、 移動体の１制御周期前の座標あるいは予測される現在位
    置の座標と選択した再帰反射体が配置された座標との距
    離と、選択した再帰反射体の大きさにより、受光時の受
    光時間を予測し、この予測した受光時間に最も近い計測
    受光時間の反射光を、選択した再帰反射体からの反射光
    と認識し、この反射光を検出しているときの回転角度
    を、再帰反射体から反射光を検出したときの回転角度と
    認識することを特徴とする請求項９記載の反射光識別装
    置。
12. 【請求項１２】 反射光を検出しているときの受光強度
    を計測する受光計測手段を設け、 認識手段は、選択された再帰反射体の予測回転角度の範
    囲内の反射光を計測し、複数の反射光を検出したとき、 前記予測回転角度の範囲内に存在する再帰反射体の１つ
    を選択し、 移動体の１制御周期前の座標あるいは予測される現在位
    置の座標と選択した再帰反射体が配置された座標との距
    離により受光時の受光強度を予測し、この予測した受光
    強度に最も近い計測受光強度の反射光を、選択した再帰
    反射体からの反射光と認識し、この反射光を検出してい
    るときの回転角度を、再帰反射体から反射光を検出した
    ときの回転角度と認識することを特徴とする請求項９記
    載の反射光識別装置。
13. 【請求項１３】 請求項７〜請求項１２のいずれかに記
    載の反射光識別装置を備え、複数の再帰反射体が配置さ
    れたエリアの所定径路を移動する移動体の位置検出装置
    であって、 認識手段により認識された再帰反射体の座標と光線の回
    転角度に基づいて、移動体の現在位置を計測する位置計
    測手段とを備えたことを特徴とする移動体の位置検出装
    置。