JP2800922B2 - 移動体の測距装置 - Google Patents

移動体の測距装置

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JP2800922B2 JP2407490A JP40749090A JP2800922B2 JP 2800922 B2 JP2800922 B2 JP 2800922B2 JP 2407490 A JP2407490 A JP 2407490A JP 40749090 A JP40749090 A JP 40749090A JP 2800922 B2 JP2800922 B2 JP 2800922B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば建築現場におい
て資材を搬送する運搬車等の作業車を自律走行させる際
に必要となる作業車の位置検出を、作業車から2つの基
準位置までの距離に基づいて行なう場合等に用いられる
装置で、詳しくは、基準位置等の対象位置に設けた指標
具に向けて光や電波、音波等のビームを発信し、かつ、
その指標具からの反射ビームを受信してその指標具まで
の距離を測定する光波距離計等の距離計を作業車等の移
動体に設け、前記指標具に向く向きに前記距離計の測距
用のビーム発受信部を向き修正する追尾手段を設けてあ
る移動体の測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の移動体の測距装置では、移動体
の移動に伴なって指標具と距離計との位置関係が変化す
る。そして、このような位置関係の変化によって、距離
計におけるビーム発受信部の向きが指標具に向く向きか
ら外れると、所期の測距を行えなくなる。そこで、移動
体の移動にかかわらず測距を行なうには何等かの手段が
必要であり、その手段の1つとして、移動体の移動にか
かわらず、ビーム発受信部の向きが指標具に向く向きと
なるようにビーム発受信部の向きを変更する、つまり、
修正する追尾がある。
【0003】このような追尾手段によるときは、例え
ば、ビーム発受信部を縦軸芯周りに回転させてビームを
走査し、ビーム発受信部が指標具に向いて反射ビームが
返ってくる毎に測距を行なう走査手段に比較して、測距
を精度良く行なえる利点がある。つまり、走査手段によ
るときは、ビーム発受信部が1回転する毎に測距を1回
行なうのであるが、ビーム発受信部が指標具に向いて反
射ビームを受信している測距時間は、ビーム発受信部が
1回転する時間のうちの極く僅かな時間であり、1回転
する時間の大部分は測距していないいわば待ち時間であ
るから、特に、距離計として、前記の測距時間が4〜5
秒前後といった長時間の光波距離計を設けた場合、1回
転毎の測距時間の和が4〜5秒となるまでビーム発受信
部が回転する必要がある。従って、実際の測距には、測
距時間の数倍、或いは、数十倍の長い時間がかかり、そ
の長時間のうちに移動体が相当移動して、測距開始時と
測距完了時とで移動体から指標具までの距離に無視でき
ない大きな差がつき、測距できない事態が発生するおそ
れがある。しかも、移動体と指標具との間でなくとも、
指標具の他に、移動体の周りに反射物があると、その反
射物からの反射ビームも指標具からの反射ビームとして
受信して誤った測距を行なうおそれがある。このこと
は、特に、作業車の走行路面となる床上に資材が置かれ
るのが普通であって、資材のうちには、アルミサッュで
代表される金属製の資材やガラス等、ビームの反射物と
なるものがある建築現場における作業車の測距装置とし
ては不都合である。それに対し、追尾手段によるとき
は、ビーム発受信部を継続して指標具に向けることがで
き、かつ、ビーム発受信部と指標具との間に他に反射物
があっても、それに影響されることがない。
【0004】そのような追尾を行なう追尾手段として従
来では、テレビカメラを、ビーム発受信部と一体に向き
変更する状態で、かつ、ビーム発受信部と同じ方向を向
く状態に設け、テレビカメラによる撮影画面内での指標
具の映像位置からビーム発受信部の向きと指標具との関
係を判断し、映像画面の中央等の所定の位置に指標具の
映像がくるようにビーム発受信部を向き変更して指標具
に向く向きに修正する手段が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の技
術によるときは、映像を処理するのに時間がかかり、移
動体の移動装置が限定される欠点があった。
【0006】本発明の目的は、正確に、かつ、高速に追
尾する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による移動体の測
距装置の第1の特徴構成は、前記追尾手段を構成する
に、前記ビーム発受信部から向き変更方向の一方側に前
記指標具の幅よりも小なる第1設定距離を隔てた箇所
に、ビームの発信向きと受信向きとが同一の修正方向検
出用の2つのビーム発受信器のうちの一方を、それの発
信ビームが前記ビーム発受信部の発信ビームと平行にな
る姿勢に配設し、その一方のビーム発受信器から向き変
更方向他方側に前記第1設定距離以上で、かつ、指標具
の幅よりも小なる第2設定距離を隔てた箇所に、他方の
ビーム発受信器を、その発信ビームが一方のビーム発受
信器の発信ビームと平行となる姿勢に配設し、前記ビー
ム発受信部及びビーム発受信器を一体的に向き変更する
駆動装置と、前記ビーム発受信器夫々の受信の有無を検
出するセンサと、これらセンサの検出結果に基づいて、
一方のセンサが無検出したときは他方側に、かつ、他方
のセンサが無検出したときは一方側に夫々2つのセンサ
が有検出するまで向き変更するように駆動装置を作動さ
せる向き修正制御手段とを設けてある点にある。
【0008】本発明による移動体の測距装置の第2の特
徴構成は、第1の特徴構成において、前記他方のビーム
発受信器を、前記ビーム発受信部から向き変更方向の他
方側に第1設定距離を隔た箇所に設けてある点にある。
【0009】本発明による移動体の測距装置の第3の特
徴構成は、第2の特徴構成において、前記2つのビーム
発受信器の夫々が、前記とは別の距離計のビーム発受信
部から構成されている点にある。
【0010】
【作用】第1の特徴構成によれば、2つの修正方向検出
用のビーム発受信器の向き変更方向の間隔が指標具の幅
よりも小であるとともに、測距用のビーム発受信部が一
方のビーム発受信器から向き変更方向で他方のビーム発
受信器側に第1設定距離を隔てて位置しており、かつ、
ビーム発受信部とビーム発受信器とのビームが互いに平
行であるから、2つのビーム発受信器が指標具からの反
射ビームをともに受信していれば、ビーム発受信部は指
標具からの反射ビームを受信していることになる。そし
て、ビーム発受信器の一方がビームを受信しないこと
は、2つのビーム発受信器及びビーム発受信部の全てが
受信している適正向きから一方側に向きがずれたことで
あり、他方がビームを受信しないことは、適正向きから
他方側に向きがずれたことであって、これがセンサによ
って検出される。このセンサの検出結果に基づいて向き
修正制御手段が駆動装置が作動させて、適正向きに修正
させる。以上のように、修正方向検出用のビーム発受信
器のビーム受信の有無に基づいて向きを修正させる、つ
まり、追尾させるから、追尾にテレビカメラを用いる場
合には必要であった時間のかかる画像処理が不要であ
る。
【0011】第2の特徴構成によれば、測距用のビーム
発受信部から2つの修正方向検出用のビーム発受信器ま
での距離が等しいから、向きが一方側にずれた場合と他
方側にずれた場合との向き修正の特性を同じにできる。
【0012】第3の特徴構成によれば、急激な移動体の
向き変更により、測距用のビーム発受信部が受信しない
ほど大きく向きがずれても、修正方向検出用のビーム発
受信器の1つが受信を維持している可能性があるので、
測距が途切れることを少なくできる。
【0013】
【発明の効果】従って、本発明によれば、移動体の移動
にかかわらずビーム発受信部を指標具に向ける追尾を、
移動体の移動速度を限定することがないように正確、か
つ、高速に行えて、たとえ、測距精度の低下原因となる
資材が存在する建築現場においても、所期の距離測定を
精度良く行なうことができる。特に、請求項2記載のよ
うにすれば、いずれの方向への向きのずれであっても正
確、精度良く追尾させて測距精度を一層向上できる。更
に、請求項3記載のようにすれば、測距時間を長くして
より一層、測距精度を向上できる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を次に示す。
【0015】移動体の一例である自律走行式の運搬車1
は、図1、図3にも示すように、走行面に設定したXY
座標上で運搬車1の位置Pを検出する位置検出手段2
と、運搬車1の移動方向を検出する方向検出手段3と、
前記位置検出手段2及び方向検出手段3の検出結果に基
づいて目標位置P0 に到着するように走行手段4を作動
させる自律走行用の自動走行制御手段5とを備えてい
る。
【0016】前記位置検出手段2は、図1乃至図3に示
すうに、XY座標の原点を位置検出基準の第1の対象位
置P1 とし、かつ、原点からX軸方向に設定距離L0
隔てた位置を位置検出基準の第2の対象位置P2 とする
ものであって、運搬車1の位置Pから前記第1の対象位
置P1 までの距離LP1 を測定する第1の測距装置A 1
と、運搬車1の位置Pから前記第2の対象位置P2 まで
の距離LP2 を測定する第2の測距装置A2 と、それら
測距装置A1 ,A2 夫々による測定距離LP1 ,LP2
及び前記設定距離L0 から運搬車1の位置Pの座標値
(X,Y)を算出する算出手段Bとから成る。
【0017】前記第1及び第2の測距装置A1 ,A
2 は、図1、図2に示すように、夫々、対象位置P1
2 に設けた指標具6に向けて赤外線ビームを発信し、
かつ、その指標具からの反射赤外線ビームを受信して、
発信から受信までの時間から指標具までの距離を測定対
象の前記距離LP1 ,LP2 として測定する光波距離計
7と、前記対象とする指標具6に赤外線ビームを発信す
るように指標具6に向く向きに前記光波距離計7の全体
を向き修正する追尾手段8とから成る。
【0018】前記指標具6は、入射(受信)した赤外線
ビームをそれの入射方向と平行な方向に反射するコーナ
キューブ利用の反射鏡である。
【0019】前記光波距離計7の取付手段は、図2に示
すように、運搬車1に2つのターンテーブル9を同一の
鉛直軸芯y周りに各別に回転自在に支持させ、これらタ
ーンテーブル9の夫々に、支持枠10を水平軸芯x周り
に揺動自在に支持させ、それら支持枠10の夫々に対応
する光波距離計7を装着する手段である。つまり、光波
距離計7は、ターンテーブル9の回転と支持枠10の揺
動とにより向きを変更するようになっている。
【0020】前記追尾手段8は、運搬車1の移動に伴な
う光波距離計7と反射鏡6との水平方向での相対変位に
かかわらず、光波距離計7の測距用のビーム発受信部7
aを反射鏡6に向かせて測距を行なえるようにするため
の手段である。そして、図4に示すように、赤外線ビー
ムの発信向きと受信向きとが同一の修正方向検出用の2
つのビーム発受信器8a,8bと、ターンテーブル9を
回転させて光波距離計7を向き変更するステッピングモ
ータ8A(駆動装置の一例)と、前記修正方向検出用の
ビーム発受信器8a,8b夫々の受信の有無を検出する
センサSa,Sbと、向き修正制御手段8Bとから成
る。
【0021】前記修正方向検出用のビーム発受信器8
a,8bは、図6乃至図8に示すように、測距用のビー
ム発受信部7aから向き変更方向の両側方夫々に第1設
定距離L1 を隔てた箇所に、それらの発信ビームが測距
用のビーム発受信部7aの発信ビームと平行になる姿勢
で配設され、かつ、測距用のビーム発受信部7aと一体
的に向き変更されるようにターンテーブル9に取付けら
れている。前記第1設定距離L1 と反射鏡6の幅Lと
は、2L1 <Lの関係に設定されている。つまり、2つ
のビーム発受信器8a,8bの間隔(第2設定距離)L
2 は、2L1 である。
【0022】前記向き修正制御手段8Bは、図6に示す
ように、前記2つのセンサSa,Sbがともに有検出す
るように前記ステッピングモータ8Aを作動させる手段
であって、具体的には、図7に示すように一方のセンサ
Saが無検出したときには、図6に示すように2つのセ
ンサSa,Sbがともに有検出するまで他方側に、か
つ、図8に示すように他方のセンサSbが無検出したと
きには、図6に示すように2つのセンサSa,Sbがと
もに有検出するまで一方側に夫々ターンテーブル9を回
転するようにステッピングモータ8Aを作動させる手段
である。
【0023】前記算出手段Bは、図1に示すように、次
の3つの式を用いて、運搬車1の位置Pの座標値(X,
Y)を算出する手段である。
【0024】
【数1】 cosλ=(L0 2+LP1 2−LP2 2)/2・L0 ・LP1 X=LP1 ・cosλ Y=LP1 ・sinλ
【0025】前記方向検出手段3は、図1、図2、図5
に示すように、運搬車1の移動方向に対するビーム発受
信部7aの向きの傾き角αを検出する、具体的には、運
搬車1に対するターンテーブル9の回転角を検出するロ
ータリエンコーダ3Aを設け、そのロータリエンコーダ
3Aが検出した傾き角αと、前記第1、第2の測距装置
1 ,A2 の測定距離LP1 ,LP2 と、設定距離L0
とから、運搬車1の移動方向を、それのY軸方向に対す
る傾斜角θとして算出する演算手段3Bを設けて構成さ
れている。そして、数2、数3で示す式からθを求める
ものである。
【0026】
【数2】 cosλ=(L0 2+LP1 2−LP2 2)/2・L0 ・LP1 から λ=cos-1{(L0 2+LP1 2−LP2 2)/2・L0 ・LP1
【0027】
【数3】λ=(π/2)−(α+θ)11と12は、支
持枠10を水平軸芯X周りに揺動させて距離計7を上下
に向き変更するステッピングモータと向きを検出するエ
ンコーダである。
【0028】〔別実施例〕本発明の別実施例を以下に示
す。
【0029】〔1〕 上記実施例では、距離計7とし
て、ビームの発信から受信までに要した時間から、反射
鏡6までの距離を測定するものを示したが、距離計7と
しては、発信ビームと受信ビームとの位相差から距離を
測定するものであっても良い。
【0030】〔2〕 上記実施例では、ビーム発受信部
7a及びビーム発受信器8a,8bのビームとして、電
磁波の1つである赤外線を示したが、ビームとしては、
赤外光以外の電磁波や音波、超音波であっても良い。
【0031】〔3〕 上記実施例において、図9で示す
ように、測距用のビーム発受信部7aの受信の有無を検
出する第3センサScを設けることにより、反射鏡6の
幅Lと第1設定距離L1 とがL<2L1 の場合に、測距
用のビーム発受信部7aをいずれか一方の修正方向検出
用のビーム発受信器8a,8bとして利用して、修正方
向を検出するようにする。なお、図では、他方側のビー
ム発受信部8bとして利用した態様を示してある。
【0032】〔4〕 上記実施例において、図10に示
すように、測距用のビーム発受信部7aをもって、修正
方向検出用のビーム発受信器8a,8bのいずれか一方
を兼用させる。この場合、第2設定距離L2 が第1設定
距離L1 となる。
【0033】〔5〕 上記実施例では、移動体1として
運搬車を示したが、移動体1としては、コンクリート床
面仕上げ機等の各種の作業車を他に挙げることができ
る。
【0034】〔6〕 上記実施例において、修正方向検
出用のビーム発受信器8a,8bを光波距離計から構成
する。
【0035】〔7〕 尚、特許請求の範囲の項に図面と
の対照を便利にする為に符号を記すが、該記入により本
発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】平面図
【図2】概略構成図
【図3】ブロック図
【図4】ブロック図
【図5】ブロック図
【図6】概略平面図
【図7】概略平面図
【図8】概略平面図
【図9】別実施例を示す概略平面図
【図10】別実施例を示す概略平面図
【符号の説明】
6 指標具 1 移動体 7 距離計 8 追尾手段 7a 測距用のビーム発受信部 8a,8b 修正方向検出用のビーム発受信器 Sa,Sb センサ 8A 駆動装置 8B 向き修正制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05D 1/02 G01S 17/66 G01S 5/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象位置に設けた指標具(6)に向けて
    ビームを発信し、かつ、その指標具(6)からの反射ビ
    ームを受信してその指標具(6)までの距離を測定する
    距離計(7)を移動体(1)に取付け、前記指標具
    (6)に向く向きに前記距離計(7)の測距用のビーム
    発受信部(7a)を向き修正する追尾手段(8)を設け
    てある移動体の測距装置であって、前記追尾手段(8)
    を構成するに、前記ビーム発受信部(7a)から向き変
    更方向の一方側に前記指標具(6)の幅(L)よりも小
    なる第1設定距離(L1)を隔てた箇所に、ビームの発
    信向きと受信向きとが同一の修正方向検出用の2つのビ
    ーム発受信器(8a),(8b)のうちの一方(8a)
    を、それの発信ビームが前記ビーム発受信部(7a)の
    発信ビームと平行になる姿勢に配設し、その一方のビー
    ム発受信器(8a)から向き変更方向他方側に前記第1
    設定距離(L1)以上で、かつ、指標具(6)の幅
    (L)よりも小なる第2設定距離(L2)を隔てた箇所
    に、他方のビーム発受信器(8b)を、その発信ビーム
    が一方のビーム発受信器(8a)の発信ビームと平行と
    なる姿勢に配設し、前記ビーム発受信部(7a)及びビ
    ーム発受信器(8a),(8b)を一体的に向き変更す
    る駆動装置(8A)と、前記ビーム発受信器(8a),
    (8b)夫々の受信の有無を検出するセンサ(Sa),
    (Sb)と、これらセンサ(Sa),(Sb)の検出結
    果に基づいて、一方のセンサ(Sa)が無検出したとき
    は他方側に、かつ、他方のセンサ(Sb)が無検出した
    ときは一方側に夫々2つのセンサ(Sa),(Sb)が
    有検出するまで向き変更するように駆動装置(8A)を
    作動させる向き修正制御手段(8B)とを設けてある移
    動体の測距装置。
  2. 【請求項2】 前記他方のビーム発受信器(8b)を、
    前記ビーム発受信部(7a)から向き変更方向の他方側
    に第1設定距離(L1)を隔た箇所に設けてある請求項
    1記載の移動体の測距装置。
  3. 【請求項3】 前記2つのビーム発受信器(8a),
    (8b)の夫々が、前記とは別の距離計のビーム発受信
    部から構成されている請求項2記載の移動体における測
    距装置。
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