JP2533785B2 - 移動体の位置検出装置 - Google Patents
移動体の位置検出装置Info
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、入射光方向に光を反射する光反射手段を移
動体から離れた箇所に設置し、移動体から光を水平に回
転走査して出射し，光反射手段からの反射光を受光する
ことによって、移動体の位置と方位を検出する形式の位
置検出装置に関し、さらに詳しく言えば、光が障害物に
よって遮断されることを想定してあらかじめ光反射手段
を多数個設置し、これら多数の光反射手段のうちから最
適な組み合わせを選択することによって移動体の位置と
方位を検出する位置検出装置に関する。
動体から離れた箇所に設置し、移動体から光を水平に回
転走査して出射し，光反射手段からの反射光を受光する
ことによって、移動体の位置と方位を検出する形式の位
置検出装置に関し、さらに詳しく言えば、光が障害物に
よって遮断されることを想定してあらかじめ光反射手段
を多数個設置し、これら多数の光反射手段のうちから最
適な組み合わせを選択することによって移動体の位置と
方位を検出する位置検出装置に関する。
（従来の技術） 工場の無人搬送車、ロボット等のような移動体の位置
と方位を検出する装置が種々提案されている。
と方位を検出する装置が種々提案されている。
特開昭59−67476号「移動体の位置検出装置」には、
入射光方向に光を反射する光反射手段を移動体から離れ
た箇所に少なくとも３個設置し、移動体から光を水平に
回転走査して出射し，光反射手段からの反射光を受光す
ることによって、移動体の位置と方位を検出する形式の
位置検出装置が開示されている。
入射光方向に光を反射する光反射手段を移動体から離れ
た箇所に少なくとも３個設置し、移動体から光を水平に
回転走査して出射し，光反射手段からの反射光を受光す
ることによって、移動体の位置と方位を検出する形式の
位置検出装置が開示されている。
また、特開昭60−14114号「移動体の位置測定方法」
には、４個のコーナキューブを四角形の頂点の位置に配
置し、演算誤差の少なくなるコーナキューブの組み合わ
せを選択して移動体の位置と方位を算出する方法が開示
されている。
には、４個のコーナキューブを四角形の頂点の位置に配
置し、演算誤差の少なくなるコーナキューブの組み合わ
せを選択して移動体の位置と方位を算出する方法が開示
されている。
（発明が解決しようとする問題点） 第４図に示すように、移動体20の移動範囲21の中に、
柱のような光をさえぎる障害物22がある場合は、４個の
コーナキューブJ,K,L,Mを設置するだけでは、移動体の
位置と方位を算出するに必要な最低３個の方位角が得ら
れない場合がある。すなわち、第４図では、コーナキュ
ーブＪとＭからは反射光を受光できず、２個の方位角し
か得られない。
柱のような光をさえぎる障害物22がある場合は、４個の
コーナキューブJ,K,L,Mを設置するだけでは、移動体の
位置と方位を算出するに必要な最低３個の方位角が得ら
れない場合がある。すなわち、第４図では、コーナキュ
ーブＪとＭからは反射光を受光できず、２個の方位角し
か得られない。
本発明の目的は、移動体の移動範囲内に光をさえぎる
障害物があっても移動体の位置と方位を検出できる位置
検出装置を提供することにある。
障害物があっても移動体の位置と方位を検出できる位置
検出装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明による移動体の位置
検出装置は、入射光方向に光を反射する光反射手段を移
動体から離れた箇所に設置し、前記移動体から光を水平
に回転走査して出射し，前記光反射手段からの反射光を
受光することによって、前記移動体の位置と方位を検出
する位置検出装置において、前記移動体の移動範囲の外
側に前記光反射手段を少なくとも４個設置し、前記移動
範囲を複数の領域に分割し、前記領域のそれぞれに対し
て、前記移動体の位置と方位を算出するための前記光反
射手段の３個からなる可能な組み合わせを、前記移動体
の位置と方位の演算誤差が少ない順にあらかじめ演算手
段に記憶させておき、反射光を受光できた光反射手段の
みを含む前記組み合わせのうちから前記演算誤差の最も
少ない組み合わせを選択して前記移動体の位置と方位を
算出することを特徴とするものである。
検出装置は、入射光方向に光を反射する光反射手段を移
動体から離れた箇所に設置し、前記移動体から光を水平
に回転走査して出射し，前記光反射手段からの反射光を
受光することによって、前記移動体の位置と方位を検出
する位置検出装置において、前記移動体の移動範囲の外
側に前記光反射手段を少なくとも４個設置し、前記移動
範囲を複数の領域に分割し、前記領域のそれぞれに対し
て、前記移動体の位置と方位を算出するための前記光反
射手段の３個からなる可能な組み合わせを、前記移動体
の位置と方位の演算誤差が少ない順にあらかじめ演算手
段に記憶させておき、反射光を受光できた光反射手段の
みを含む前記組み合わせのうちから前記演算誤差の最も
少ない組み合わせを選択して前記移動体の位置と方位を
算出することを特徴とするものである。
（実施例） 以下、図面等を参照して、実施例について本発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は、本発明による移動体の位置検出装置の実施
例において、移動体20の移動範囲21を示す平面図であ
る。移動範囲21の外側には８個のコーナキューブＡ〜Ｈ
が設置されている。そして、移動範囲21は、点線で示す
ように16個の領域（エリア）に分割されている。ただ
し、床面などに分割線が描かれているのではなく、後述
するコンピュータユニットの中に各エリアの座標が記憶
されているのである。
例において、移動体20の移動範囲21を示す平面図であ
る。移動範囲21の外側には８個のコーナキューブＡ〜Ｈ
が設置されている。そして、移動範囲21は、点線で示す
ように16個の領域（エリア）に分割されている。ただ
し、床面などに分割線が描かれているのではなく、後述
するコンピュータユニットの中に各エリアの座標が記憶
されているのである。
まず最初に、第２図を参照して、レーザユニット16の
構成と、移動体20の位置と方位を演算するためのコンピ
ュータユニット30の構成を説明する。
構成と、移動体20の位置と方位を演算するためのコンピ
ュータユニット30の構成を説明する。
レーザユニット16のレーザダイオード１は、電流を光
に直接変動するダイオードであり、このレーザダイオー
ド１は自動光量調整回路２によって励起電流を制御して
出力光が調光されている。レーザダイオード１から発射
されるビームは、レンズ３で平行化される。平行ビーム
はロータリエンコーダ５のシャフト６内を通って、この
シャフト６の上部に取付けられたミラー７で水平方向に
向けられる。さらに円筒レンズ８で上下方向に拡げられ
出射される。
に直接変動するダイオードであり、このレーザダイオー
ド１は自動光量調整回路２によって励起電流を制御して
出力光が調光されている。レーザダイオード１から発射
されるビームは、レンズ３で平行化される。平行ビーム
はロータリエンコーダ５のシャフト６内を通って、この
シャフト６の上部に取付けられたミラー７で水平方向に
向けられる。さらに円筒レンズ８で上下方向に拡げられ
出射される。
コーナキューブＡ〜Ｈは、光の入射角によらず、入射
方向に光を反射させるプリズムである。
方向に光を反射させるプリズムである。
コーナキューブＡ〜Ｈで反射されたビームは、ミラー
９およびミラー10で反射し、凸レンズ13で集光され、フ
ィルタ12を介して、ホトダイオード14で電気信号に変換
され、さらにアンプ15で増幅される。アンプ15の出力
は、割込制御器32に受光信号（ａ）として入力される。
９およびミラー10で反射し、凸レンズ13で集光され、フ
ィルタ12を介して、ホトダイオード14で電気信号に変換
され、さらにアンプ15で増幅される。アンプ15の出力
は、割込制御器32に受光信号（ａ）として入力される。
ロータリエンコーダ５は、回転角度を検出するための
ものであり、本体ケース16に取付けられている。
ものであり、本体ケース16に取付けられている。
シャフト６はモータ18によって回転させられる。
コンピュータユニット30は、カウンタ31,割込制御器3
2,インターフェース33,CPU34,ROM35,RAM36等から構成さ
れている。
2,インターフェース33,CPU34,ROM35,RAM36等から構成さ
れている。
ロータリエンコーダ５からの角度信号（ｂ）は、シャ
フト６の回転に比例して増加する信号であり、カウンタ
31で計数される。基準信号（ｃ）は、シャフト６が１回
転する毎に発せられるゼロ信号であり、割込制御器32を
介してカウンタ31をリセットする。
フト６の回転に比例して増加する信号であり、カウンタ
31で計数される。基準信号（ｃ）は、シャフト６が１回
転する毎に発せられるゼロ信号であり、割込制御器32を
介してカウンタ31をリセットする。
コーナキューブＡ〜Ｈの位置情報は、ホストコンピュ
ータ42によって設定され、インターフェース33を介し
て、CPU34に取り込まれる。CPU34は、コーナキューブＡ
〜Ｈの８個の位置情報と、光が遮断されなかったコーナ
キューブからの角度信号とから、後述する方法で、移動
体の位置と方位を演算し、インターフェース33からホス
トコンピュータ42に出力する。
ータ42によって設定され、インターフェース33を介し
て、CPU34に取り込まれる。CPU34は、コーナキューブＡ
〜Ｈの８個の位置情報と、光が遮断されなかったコーナ
キューブからの角度信号とから、後述する方法で、移動
体の位置と方位を演算し、インターフェース33からホス
トコンピュータ42に出力する。
次に、ROM35に記憶されているプログラムの流れ図
（第３図）に従って、CPU34の動作を説明する。
（第３図）に従って、CPU34の動作を説明する。
CPU34は、イニシャライズされた後（101）、ホストコ
ンピュータ42から８個のコーナキューブＡ〜Ｈの座標が
位置データとして入力される（102）。
ンピュータ42から８個のコーナキューブＡ〜Ｈの座標が
位置データとして入力される（102）。
送られたデータは、チェックされ（103）、正常であ
れば（104）、RAM36に記憶される。
れば（104）、RAM36に記憶される。
CPU34には、カウンタ31からの複数のコーナキューブ
の角度信号が入力される（106）。すべてのコーナキュ
ーブＡ〜Ｈに対して光が障害物にさえぎられなければ、
８個の角度信号が入力されるはずである。いくつかのコ
ーナキューブに対して光がさえぎられれば８個未満の角
度信号が入力される。
の角度信号が入力される（106）。すべてのコーナキュ
ーブＡ〜Ｈに対して光が障害物にさえぎられなければ、
８個の角度信号が入力されるはずである。いくつかのコ
ーナキューブに対して光がさえぎられれば８個未満の角
度信号が入力される。
これら角度信号は、CPU34で内部的にチェックされる
（107）。
（107）。
正常であると判断されると（108）、CPU34は、前回の
位置検出サイクルで得られた移動体の位置から移動体が
現在存在するエリアがどこであるかを認識する（10
9）。
位置検出サイクルで得られた移動体の位置から移動体が
現在存在するエリアがどこであるかを認識する（10
9）。
エリアが決定されると、角度信号が得られているコー
ナキューブのうち最適な３個のコーナキューブ（第３図
ではCCと略す）の組み合わせが選択される（110）。こ
の選択方法は後に詳述する。選択された３個の角度信号
について再びデータチェックをし（111）、正常である
か否かを判断する（112）。異常があれば、もう一度選
択ステップ110に戻るが、所定のＮ回だけ繰り返しても
異常が連続するときは（113）、エラー出力を出す（11
4）。たとえば、障害物のために２個の角度信号しか得
られなかったときはエラー出力となる。
ナキューブのうち最適な３個のコーナキューブ（第３図
ではCCと略す）の組み合わせが選択される（110）。こ
の選択方法は後に詳述する。選択された３個の角度信号
について再びデータチェックをし（111）、正常である
か否かを判断する（112）。異常があれば、もう一度選
択ステップ110に戻るが、所定のＮ回だけ繰り返しても
異常が連続するときは（113）、エラー出力を出す（11
4）。たとえば、障害物のために２個の角度信号しか得
られなかったときはエラー出力となる。
正常であれば、CPU34は、選択された３個のコーナキ
ューブについて、ステップ102で入力されたコーナキュ
ーブ位置情報と、ステップ107で入力された角度信号と
を用いて、移動体の位置と方位を算出し（115）、ホス
トコンピュータ42に出力する（116）。
ューブについて、ステップ102で入力されたコーナキュ
ーブ位置情報と、ステップ107で入力された角度信号と
を用いて、移動体の位置と方位を算出し（115）、ホス
トコンピュータ42に出力する（116）。
以下、必要回数だけ、角度データを取り込み、前述の
動作（106〜116）を繰り返し行い、所定の作業等が終わ
ると全動作を終了する（117）。
動作（106〜116）を繰り返し行い、所定の作業等が終わ
ると全動作を終了する（117）。
次に、ステップ110におけるコーナキューブ選択方法
を詳しく説明する。第１図に戻って、８個のコーナキュ
ーブＡ〜Ｈから３個を選択する場合、可能な組み合わせ
は56通りある。これらの組み合わせを用いて移動体20の
位置と方位を演算する場合、組み合わせによって演算誤
差が異なる。すなわち、３個のコーナキューブの形成す
る三角形の中心付近に移動体20があるときは演算誤差が
小さく、三角形の外側にあるときは演算誤差が大きい。
この点については、前述の特開昭60−14114号に詳しく
説明されている。
を詳しく説明する。第１図に戻って、８個のコーナキュ
ーブＡ〜Ｈから３個を選択する場合、可能な組み合わせ
は56通りある。これらの組み合わせを用いて移動体20の
位置と方位を演算する場合、組み合わせによって演算誤
差が異なる。すなわち、３個のコーナキューブの形成す
る三角形の中心付近に移動体20があるときは演算誤差が
小さく、三角形の外側にあるときは演算誤差が大きい。
この点については、前述の特開昭60−14114号に詳しく
説明されている。
そこで、16個の各エリア毎に、上述の56通りの組み合
わせの演算誤差をあらかじめ求めておき、その演算誤差
の小さい順に56通りの組み合わせをROM35に記憶させて
おく。
わせの演算誤差をあらかじめ求めておき、その演算誤差
の小さい順に56通りの組み合わせをROM35に記憶させて
おく。
第１図では移動体20はエリアＲに存在しているが、こ
のことはステップ109で認識されている。このエリアＲ
に対しては、コーナキューブの可能な３個の組み合わせ
が、演算誤差の小さい順に56通り記憶されている。移動
体20がエリアＲにあるとき、たとえばコーナキューブB,
E,Gの組み合わせが最も演算誤差が少なく、コーナキュ
ーブE,F,Gの組み合わせが最も演算誤差が大きいとき
は、エリアＲに対しては、〔BEG〕〜〔EFG〕の順番に56
通りの組み合わせを記憶させる。
のことはステップ109で認識されている。このエリアＲ
に対しては、コーナキューブの可能な３個の組み合わせ
が、演算誤差の小さい順に56通り記憶されている。移動
体20がエリアＲにあるとき、たとえばコーナキューブB,
E,Gの組み合わせが最も演算誤差が少なく、コーナキュ
ーブE,F,Gの組み合わせが最も演算誤差が大きいとき
は、エリアＲに対しては、〔BEG〕〜〔EFG〕の順番に56
通りの組み合わせを記憶させる。
しかし、障害物22のために、コーナキューブＡ〜Ｈの
すべてから角度信号が得られるわけではない。第１図で
は、コーナキューブA,C,D,E,G,Hの６個の角度信号が得
られる。したがって、56通りの組み合わせのうち、この
６個のコーナキューブのうちの３個を含む組み合わせ
を、演算誤差の小さい順番から探していくことになる。
第１図に示す場合は、コーナキューブＢが障害物22にさ
えぎられているために、組み合わせ〔BEG〕は選択でき
ず、次に演算誤差の少ない，たとえば〔CEH〕の組み合
わせが選択されることになる。
すべてから角度信号が得られるわけではない。第１図で
は、コーナキューブA,C,D,E,G,Hの６個の角度信号が得
られる。したがって、56通りの組み合わせのうち、この
６個のコーナキューブのうちの３個を含む組み合わせ
を、演算誤差の小さい順番から探していくことになる。
第１図に示す場合は、コーナキューブＢが障害物22にさ
えぎられているために、組み合わせ〔BEG〕は選択でき
ず、次に演算誤差の少ない，たとえば〔CEH〕の組み合
わせが選択されることになる。
このようにして、移動体の存在エリアに応じて最適な
コーナキューブの組み合わせが選択される。
コーナキューブの組み合わせが選択される。
なお、上述の実施例では、８個のコーナキューブを設
置しているが、最低でも４個設置すれば、３個のコーナ
キューブの４通りの組み合わせが可能となり、原理的に
本発明が可能となる。実際には、障害物の状況に応じて
もっと多数のコーナキューブを設置することになる。ま
た、移動体の移動領域の分割個数についても、障害物の
状況やコンピュータユニットの記憶容量などに応じて、
適当に選択することができる。
置しているが、最低でも４個設置すれば、３個のコーナ
キューブの４通りの組み合わせが可能となり、原理的に
本発明が可能となる。実際には、障害物の状況に応じて
もっと多数のコーナキューブを設置することになる。ま
た、移動体の移動領域の分割個数についても、障害物の
状況やコンピュータユニットの記憶容量などに応じて、
適当に選択することができる。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、光反射手段を
少なくとも４個設置して移動体の移動範囲を複数の領域
に分割し、前記領域のそれぞれに対して、反射光を受光
できた光反射手段のみを含む３個の組み合わせのうち演
算誤差の最も少ない組み合わせを選択するようにしたの
で、障害物によって光反射手段がいくつかさえぎられて
も、残りの光反射手段の中から最適な３個の組み合わせ
を選んで移動体の位置と方位を検出できるという効果が
ある。
少なくとも４個設置して移動体の移動範囲を複数の領域
に分割し、前記領域のそれぞれに対して、反射光を受光
できた光反射手段のみを含む３個の組み合わせのうち演
算誤差の最も少ない組み合わせを選択するようにしたの
で、障害物によって光反射手段がいくつかさえぎられて
も、残りの光反射手段の中から最適な３個の組み合わせ
を選んで移動体の位置と方位を検出できるという効果が
ある。
第１図は、本発明による移動体の位置検出装置の実施例
における、移動体の移動範囲の平面図である。 第２図は、この実施例の装置のブロック図である。 第３図は、この実施例の装置に使用されるCPUの動作を
説明するための流れ図である。 第４図は、従来の装置における第１図と同様の図であ
る。 20……移動体 21……移動範囲 22……障害物 30……コンピュータユニット 34……CPU 35……ROM 36…RAM Ａ〜Ｈ……コーナキューブ Ｒ……分割された領域（エリア）
における、移動体の移動範囲の平面図である。 第２図は、この実施例の装置のブロック図である。 第３図は、この実施例の装置に使用されるCPUの動作を
説明するための流れ図である。 第４図は、従来の装置における第１図と同様の図であ
る。 20……移動体 21……移動範囲 22……障害物 30……コンピュータユニット 34……CPU 35……ROM 36…RAM Ａ〜Ｈ……コーナキューブ Ｒ……分割された領域（エリア）
フロントページの続き (72)発明者 西出 健一 東京都狛江市和泉本町１丁目35番１号 東京航空計器株式会社内 (72)発明者 塙 守智 東京都狛江市和泉本町１丁目35番１号 東京航空計器株式会社内 (72)発明者 坂井 健次 山口県下関市彦島江の浦町六町目16番１ 号 三菱重工業株式会社下関造船所内 (72)発明者 大平 義範 山口県下関市彦島江の浦町六町目16番１ 号 三菱重工業株式会社下関造船所内 (72)発明者 竹本 靖 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (72)発明者 汐川 孝 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−14114（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】入射光方向に光を反射する光反射手段を移
動体から離れた箇所に設置し、前記移動体から光を水平
に回転走査して出射し，前記光反射手段からの反射光を
受光することによって、前記移動体の位置と方位を検出
する位置検出装置において、前記移動体の移動範囲の外
側に前記光反射手段を少なくとも４個設置し、前記移動
範囲を複数の領域に分割し、前記領域のそれぞれに対し
て、前記移動体の位置と方位を算出するための前記光反
射手段の３個からなる可能な組み合わせを、前記移動体
の位置と方位の演算誤差が少ない順にあらかじめ演算手
段に記憶させておき、反射光を受光できた光反射手段の
みを含む前記組み合わせのうちから前記演算誤差の最も
少ない組み合わせを選択して前記移動体の位置と方位を
算出することを特徴とする移動体の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62303929A JP2533785B2 (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 移動体の位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62303929A JP2533785B2 (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 移動体の位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01145517A JPH01145517A (ja) | 1989-06-07 |
| JP2533785B2 true JP2533785B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=17926976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62303929A Expired - Fee Related JP2533785B2 (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 移動体の位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2533785B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3316841B2 (ja) * | 1998-08-06 | 2002-08-19 | 村田機械株式会社 | 無人搬送車システム |
| JP3316842B2 (ja) * | 1998-08-06 | 2002-08-19 | 村田機械株式会社 | 無人搬送車システムと無人搬送車の誘導方法 |
-
1987
- 1987-12-01 JP JP62303929A patent/JP2533785B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01145517A (ja) | 1989-06-07 |
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