JP2784480B2 - 移動物体の２次元位置および方向計測装置 - Google Patents
移動物体の２次元位置および方向計測装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、各種生産ライン等で使用される自動搬送車
等の誘導に適用される移動物体の２次元位置および方向
計測装置に関するものである。
等の誘導に適用される移動物体の２次元位置および方向
計測装置に関するものである。
従来の技術 近年、製造業の自動化が進み、生産ラインの中で、自
動搬送車のような移動物体の位置計測の自動化が大変重
要になってきている。しかも、移動物体の中には、非接
触により位置計測を行なう必要のあるものも少なくな
い。
動搬送車のような移動物体の位置計測の自動化が大変重
要になってきている。しかも、移動物体の中には、非接
触により位置計測を行なう必要のあるものも少なくな
い。
一般に、たとえば、自動搬送車の誘導には、電磁誘導
式や光学誘導式などの固定経路による誘導方式が採用さ
れている。
式や光学誘導式などの固定経路による誘導方式が採用さ
れている。
発明が解決しようとする課題 しかし、これら電磁誘導式や光学誘導式などの固定経
路による誘導方式は、走行経路のレイアウト変更が困難
であるため、走行経路の設定・変更が容易に行える半固
定経路式や自立走行式の実用化が急がれている。半固定
経路式としては、レーザやマーカーを利用したものが案
出されているが、実装化しにくいものである。また、自
立走行式としては、車輪の回転計測やジャイロを利用し
たものなどがあるが、自立走行式は、いずれも誤差の累
積の起こる方法であるので、定期的に累積誤差の修正を
行なう必要がある。
路による誘導方式は、走行経路のレイアウト変更が困難
であるため、走行経路の設定・変更が容易に行える半固
定経路式や自立走行式の実用化が急がれている。半固定
経路式としては、レーザやマーカーを利用したものが案
出されているが、実装化しにくいものである。また、自
立走行式としては、車輪の回転計測やジャイロを利用し
たものなどがあるが、自立走行式は、いずれも誤差の累
積の起こる方法であるので、定期的に累積誤差の修正を
行なう必要がある。
一方、従来、特開昭62−254007号公報に示すように、
移動物体と離間して設置された３個のコーナキューブ間
の角度をレーザ光線で計測し、位置検出する方法も提案
されているが、コーナキューブは非常に高価な光学素子
であり、このシステムの材料費の大半が上記コーナキュ
ーブで占められる不具合がある。また、３個のコーナキ
ューブの使用により、３つの角度を計測しなければなら
ず、計測誤差の影響は避けられない。
移動物体と離間して設置された３個のコーナキューブ間
の角度をレーザ光線で計測し、位置検出する方法も提案
されているが、コーナキューブは非常に高価な光学素子
であり、このシステムの材料費の大半が上記コーナキュ
ーブで占められる不具合がある。また、３個のコーナキ
ューブの使用により、３つの角度を計測しなければなら
ず、計測誤差の影響は避けられない。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、コーナ
キューブは１個だけ使用するようにして、低コスト化を
図り、しかも角度計測の誤差の影響が少なく、半固定経
路式誘導システムへの対応や自立走行式の累積誤差の修
正が容易な移動物体の２次元位置および方向計測装置を
提供することを目的とする。
キューブは１個だけ使用するようにして、低コスト化を
図り、しかも角度計測の誤差の影響が少なく、半固定経
路式誘導システムへの対応や自立走行式の累積誤差の修
正が容易な移動物体の２次元位置および方向計測装置を
提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、移動物体の位
置計測平面に対し平行な任意位置に設置された１つの反
射鏡と、この反射鏡の反射面の延長線上で所定間隔で配
置された１つのコーナキューブと、上記移動物体に設け
られて上記反射鏡およびコーナキューブにレーザ光を照
射した際の各反射レーザを受光し、上記コーナキューブ
と反射鏡との間の角度ならびに反射鏡と移動物体の向き
との間の角度を検出するレーザ回転投受光機とを備え、
上記反射鏡からの反射レーザ光を受光した際の上記移動
物体と反射鏡との距離ならびに上記両検出角度から移動
物体の位置および方向を算出するように構成したもので
ある。
置計測平面に対し平行な任意位置に設置された１つの反
射鏡と、この反射鏡の反射面の延長線上で所定間隔で配
置された１つのコーナキューブと、上記移動物体に設け
られて上記反射鏡およびコーナキューブにレーザ光を照
射した際の各反射レーザを受光し、上記コーナキューブ
と反射鏡との間の角度ならびに反射鏡と移動物体の向き
との間の角度を検出するレーザ回転投受光機とを備え、
上記反射鏡からの反射レーザ光を受光した際の上記移動
物体と反射鏡との距離ならびに上記両検出角度から移動
物体の位置および方向を算出するように構成したもので
ある。
作用 本発明によれば、移動物体に設けられたレーザ回転投
受光機からコーナキューブおよび反射鏡に対してレーザ
光を照射し、その反射レーザ光を受光することにより、
コーナキューブと反射鏡との間の角度ならびに移動物体
の方向と上記反射鏡との間の角度が検出され、上記反射
レーザ光を受けた際の移動物体と反射鏡との距離ならび
に上記両検出角度から移動物体の位置および方向が自動
的に算出される。
受光機からコーナキューブおよび反射鏡に対してレーザ
光を照射し、その反射レーザ光を受光することにより、
コーナキューブと反射鏡との間の角度ならびに移動物体
の方向と上記反射鏡との間の角度が検出され、上記反射
レーザ光を受けた際の移動物体と反射鏡との距離ならび
に上記両検出角度から移動物体の位置および方向が自動
的に算出される。
実施例 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
第１図は本発明の一実施例である移動物体の２次元位
置および方向計測装置を示す構成図である。
置および方向計測装置を示す構成図である。
同図において、１は位置が計測される移動物体として
の自動搬送車である。２は自動搬送車１から離間して２
次元の任意位置（x1,y1）（座標値は既知）に設置され
たコーナキューブ、３は上記コーナキューブ２に対して
所定の距離ｌだけ離れた位置（x0,y0）であって、かつ
位置計測平面４（第２図）に対して平行に配置された反
射鏡、例えば円筒面鏡である。また、この円筒面鏡３は
その側面が上記コーナキューブ２側に向き、かつコーナ
キューブ２が計測精度内で円筒面鏡３の反射面の延長面
上に位置するように設定されている（第２図）。
の自動搬送車である。２は自動搬送車１から離間して２
次元の任意位置（x1,y1）（座標値は既知）に設置され
たコーナキューブ、３は上記コーナキューブ２に対して
所定の距離ｌだけ離れた位置（x0,y0）であって、かつ
位置計測平面４（第２図）に対して平行に配置された反
射鏡、例えば円筒面鏡である。また、この円筒面鏡３は
その側面が上記コーナキューブ２側に向き、かつコーナ
キューブ２が計測精度内で円筒面鏡３の反射面の延長面
上に位置するように設定されている（第２図）。
上記自動搬送車１には、上記コーナキューブ２や円筒
面鏡３に対してレーザ光８を照射して反射レーザ光15を
受光するレーザ回転投受光機５が搭載されている。この
レーザ回転投受光機５の構成を第３図で説明する。
面鏡３に対してレーザ光８を照射して反射レーザ光15を
受光するレーザ回転投受光機５が搭載されている。この
レーザ回転投受光機５の構成を第３図で説明する。
第３図において、７はレーザ光８を出射するレーザ発
振器、９はモータ10によりレーザ光８の光軸廻りに高速
回転駆動されるＬ計架台であり、ハーフミラー11が45゜
の傾斜姿勢で支持されている。12は上記レーザ発振器７
からのレーザ光８を平行光に変えるコリメータレンズ、
13は上記コリメータレンズ12からのレーザ光を一方向へ
広げるシリンドリカルレンズである。14は上記架台９の
垂直片部に固定された受光素子としてのフォトダイオー
ドであり、レーザ光８がコーナキューブ２や円筒面鏡３
に照射された際の反射光15を受光するようになってい
る。
振器、９はモータ10によりレーザ光８の光軸廻りに高速
回転駆動されるＬ計架台であり、ハーフミラー11が45゜
の傾斜姿勢で支持されている。12は上記レーザ発振器７
からのレーザ光８を平行光に変えるコリメータレンズ、
13は上記コリメータレンズ12からのレーザ光を一方向へ
広げるシリンドリカルレンズである。14は上記架台９の
垂直片部に固定された受光素子としてのフォトダイオー
ドであり、レーザ光８がコーナキューブ２や円筒面鏡３
に照射された際の反射光15を受光するようになってい
る。
16は上記モータ10に取り付けられた角度検出装置であ
り、上記フォトダイオード14から出射される角度検出信
号から上記コーナキューブ２と円筒面鏡３との間の角度
θならびに円筒面鏡３と自動搬送車１の向きとの間の角
度θＭを検出するようになっている。なお、上記コーナ
キューブ２および円筒面鏡３としては、その大きさが位
置の計測精度よりも小さいものが使用される。
り、上記フォトダイオード14から出射される角度検出信
号から上記コーナキューブ２と円筒面鏡３との間の角度
θならびに円筒面鏡３と自動搬送車１の向きとの間の角
度θＭを検出するようになっている。なお、上記コーナ
キューブ２および円筒面鏡３としては、その大きさが位
置の計測精度よりも小さいものが使用される。
つぎに、上記構成の動作について説明する。
レーザ回転投受光機５を搭載した位置検出物体である
自動搬送車１が第１図矢印０のように走行するものとす
る。上記レーザ回転投受光機５においては、レーザ発振
器７からのレーザ光８がコリメータレンズ12で平行光に
変えられた後、シリンドリカルレンズ13で一方向に広げ
られ、モータ10で回転駆動されるハーフミラー11により
コーナキューブ２および円筒面鏡３側へ照射される。
自動搬送車１が第１図矢印０のように走行するものとす
る。上記レーザ回転投受光機５においては、レーザ発振
器７からのレーザ光８がコリメータレンズ12で平行光に
変えられた後、シリンドリカルレンズ13で一方向に広げ
られ、モータ10で回転駆動されるハーフミラー11により
コーナキューブ２および円筒面鏡３側へ照射される。
自動搬送車１が第１図の位置Ｑにある時は、レーザ回
転投受光機５のフォトダイオード14はコーナキューブ２
で反射した反射光15しか受光しないので、該フォトダイ
オード14からは、１回転のうちで１回しか角度検出信号
が出力されない。自動搬送車１が第１図の位置Ｐに至る
と、フォトダイオード14は、上記コーナキューブ２およ
び円筒面鏡３の双方からの反射光15を受光するので、１
回転のうちで２回、角度検出信号が出力される。
転投受光機５のフォトダイオード14はコーナキューブ２
で反射した反射光15しか受光しないので、該フォトダイ
オード14からは、１回転のうちで１回しか角度検出信号
が出力されない。自動搬送車１が第１図の位置Ｐに至る
と、フォトダイオード14は、上記コーナキューブ２およ
び円筒面鏡３の双方からの反射光15を受光するので、１
回転のうちで２回、角度検出信号が出力される。
自動搬送車１が第１図の位置Ｐにおいて、コーナキュ
ーブ２と円筒面鏡３との角度θを角度検出装置16により
計測する。
ーブ２と円筒面鏡３との角度θを角度検出装置16により
計測する。
一方、第１図の幾何学的関係から以下に示す関係式が
求められる。
求められる。
＋：円柱面鏡の＋Ｘ方向にいる場合 −：円柱面鏡の−Ｘ方向にいる場合 ｙ＝Ax＋Ｂ ……（３） Ａ＝（x1−x0）／（y0−y1） ……（４） Ｂ＝（x0 2−x0x1＋y0 2−y1y0）／（y0−y1） ……（５） Ｌ＝l/tanθ ……（６） φ＝tan-1（y0−ｙ）／（x0−ｘ）−θＭ ……（７） 上記計測角度θを上記（２）〜（６）式に代入すれ
ば、自動搬送車の位置（x,y）を求めることができる。
ば、自動搬送車の位置（x,y）を求めることができる。
自動搬送車の方向φは、円筒面鏡と自動搬送車の向き
の間の角度θＭを計測し、（７）式に代入することによ
り求める。
の間の角度θＭを計測し、（７）式に代入することによ
り求める。
これを半固定経路式に利用する場合は、第４図に示す
ように、上記コーナキューブ２と円筒面鏡３との複数組
をそれぞれターゲットＴ（T1,T2……Tn）として誘導経
路W0に沿って適当な間隔に配置しておけば、自動搬送車
１は、第１の位置・方向検出点D1で求められた位置・方
向（x,y,φ）から、方向修正を行ない、次の位置・方向
検出点に自由走行して向かう。同様のことを繰り返すこ
とにより自動搬送車１は、誘導経路W0に沿ってＷで示す
軌跡で走行する。カーブ地点では、予め設定しておいた
半径で必要な角度を制御なしに曲がるものとする。この
回転にはあまり精度はいらない。
ように、上記コーナキューブ２と円筒面鏡３との複数組
をそれぞれターゲットＴ（T1,T2……Tn）として誘導経
路W0に沿って適当な間隔に配置しておけば、自動搬送車
１は、第１の位置・方向検出点D1で求められた位置・方
向（x,y,φ）から、方向修正を行ない、次の位置・方向
検出点に自由走行して向かう。同様のことを繰り返すこ
とにより自動搬送車１は、誘導経路W0に沿ってＷで示す
軌跡で走行する。カーブ地点では、予め設定しておいた
半径で必要な角度を制御なしに曲がるものとする。この
回転にはあまり精度はいらない。
また、自立走行に利用する場合には、第１図の位置Ｐ
で、前述のように計測した位置・方向を自立計測した位
置・方向と置き換えることで累積誤差を消去することが
できる。
で、前述のように計測した位置・方向を自立計測した位
置・方向と置き換えることで累積誤差を消去することが
できる。
このように、１個のコーナキューブ２および円筒面鏡
３を用いた比較的簡単な構成により、半固定経路式の自
動搬送車誘導装置に使用でき、また、自立走行式の自動
搬送車誘導装置における累積誤差の修正が可能となる。
とくに、コーナキューブ２の数が１個だけでよいので、
コーナキューブ２に占められるコストが少なく、安価に
製作することができ、また固定点に取り付ける部品もコ
ーナキューブ２と円筒面鏡３の２個だけであるので、固
定点の位置計測の簡略化を図ることができ、さらに、位
置計測のため１つの角度を計測すればよいので、角度計
測の誤差が少なく、高精度のものを得ることができる。
３を用いた比較的簡単な構成により、半固定経路式の自
動搬送車誘導装置に使用でき、また、自立走行式の自動
搬送車誘導装置における累積誤差の修正が可能となる。
とくに、コーナキューブ２の数が１個だけでよいので、
コーナキューブ２に占められるコストが少なく、安価に
製作することができ、また固定点に取り付ける部品もコ
ーナキューブ２と円筒面鏡３の２個だけであるので、固
定点の位置計測の簡略化を図ることができ、さらに、位
置計測のため１つの角度を計測すればよいので、角度計
測の誤差が少なく、高精度のものを得ることができる。
ところで、上記の実施例では、反射鏡として円筒面鏡
３を用いたが、自動搬送車１のレーザ回転投受光機５の
高さが、サスペンションなどの影響が少なく変動量が小
さければ、円筒面鏡３のかわりに平面鏡を使用してもよ
い。
３を用いたが、自動搬送車１のレーザ回転投受光機５の
高さが、サスペンションなどの影響が少なく変動量が小
さければ、円筒面鏡３のかわりに平面鏡を使用してもよ
い。
発明の効果 以上のように本発明は、コーナキューブと反射鏡を１
個ずつ用いて、レーザ回転投受光機と組み合せ使用する
簡単な構成により、容易に半固定経路式誘導システムを
構成したり、自立走行式の累積誤差の修正を行なうこと
ができ、とくに、コーナキューブの数が１個だけで済む
ので、低コスト化が図れるとともに、計測する角の数が
減って計測の高精度化を達成することができる。
個ずつ用いて、レーザ回転投受光機と組み合せ使用する
簡単な構成により、容易に半固定経路式誘導システムを
構成したり、自立走行式の累積誤差の修正を行なうこと
ができ、とくに、コーナキューブの数が１個だけで済む
ので、低コスト化が図れるとともに、計測する角の数が
減って計測の高精度化を達成することができる。
第１図は本発明の一実施例の移動物体の２次元位置およ
び方向計測装置を示す構成図、第２図はコーナキューブ
と円筒面鏡の配置関係を示す図、第３図はレーザ回転投
受光機を示す構成図、第４図はこの発明を半固定経路式
自動搬送車誘導装置に適用する場合の説明図である。 １……移動物体、２……コーナキューブ、３……反射
鏡、４……位置計測平面、５……レーザ回転投受光機、
８……レーザ光、15……反射レーザ光、Ｌ……距離、
θ，θＭ……検出角度。
び方向計測装置を示す構成図、第２図はコーナキューブ
と円筒面鏡の配置関係を示す図、第３図はレーザ回転投
受光機を示す構成図、第４図はこの発明を半固定経路式
自動搬送車誘導装置に適用する場合の説明図である。 １……移動物体、２……コーナキューブ、３……反射
鏡、４……位置計測平面、５……レーザ回転投受光機、
８……レーザ光、15……反射レーザ光、Ｌ……距離、
θ，θＭ……検出角度。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−74928（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−287415（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−12370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−253417（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−201281（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−48118（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−302617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16267（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 21/00 G01C 15/00 G05D 1/02
Claims (1)
- 【請求項１】移動物体の位置計測平面に対し平行な任意
位置に設置された１つの反射鏡と、この反射鏡の反射面
の延長線上で所定間隔で配置された１つのコーナキュー
ブと、上記移動物体に設けられて上記反射鏡およびコー
ナキューブにレーザ光を照射した際の各反射レーザ光を
受光してコーナキューブと反射鏡との間の角度ならびに
反射鏡と移動物体の向きとの間の角度を検出するレーザ
回転投受光機とを備え、上記反射鏡からの反射レーザ光
を受光した際の移動物体と反射鏡までの距離ならびに上
記両検出角度とから移動物体の位置および方向を算出す
るように構成したことを特徴とする移動物体の２次元位
置および方向計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2288772A JP2784480B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 移動物体の２次元位置および方向計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2288772A JP2784480B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 移動物体の２次元位置および方向計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161813A JPH04161813A (ja) | 1992-06-05 |
| JP2784480B2 true JP2784480B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17734518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2288772A Expired - Fee Related JP2784480B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 移動物体の２次元位置および方向計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2784480B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017205504A1 (de) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Optisches Scansystem |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP2288772A patent/JP2784480B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04161813A (ja) | 1992-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |