JP2908601B2 - 位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置検出装置に関し、
特に、農業および土木作業に使用される自走式機械や、
工場内で使用される自動搬送装置などの位置検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、移動体の現在位置を検出する装置
として、移動体で発生された光ビームを移動体を中心と
して円周方向に走査する手段と、移動体から離れた少な
くとも３か所の基準点に固定され、入射方向に光を反射
する光反射手段と、この光反射手段によって反射された
光を受光する受光手段とを具備した装置が提案されてい
る（特開昭５９−６７４７６号公報）。

【０００３】この装置では、移動体つまり観測点から見
た前記３つの光反射手段相互間の開き角を前記受光手段
の出力信号に基づいて検出する。そして、検出された開
き角とあらかじめ設定されている各光反射手段の位置を
表す情報（位置情報）とから移動体の位置を演算するよ
うに構成している。

【０００４】上記の装置では、基準点つまり光反射手段
の位置情報のわずかな誤差が、システム全体の制御の精
度に影響を与える。そのために、例えば、前記移動体が
農地での作業機の場合、作業区域毎に設置された光反射
手段の位置情報、すなわち各光反射手段の間隔および相
対角度を、作業機による作業に先立って正確に測定しな
ければならなかった。このように、農地のような広い作
業区域に設置された各光反射手段の間隔や相対角度を、
作業区域が変わる度に正確に測定したり、それを入力す
るというのは極めて大変な作業であった。

【０００５】これに対し、本出願人は、上記位置情報の
測定および入力作業を簡略化することができる装置を提
案した（特開平１−２８７４１５号公報）。この装置で
は、自走車つまり移動体から投射された光ビームを走査
し、この光ビームの光反射手段からの反射光を検出す
る。そして、この反射光検出信号に基づいて算出される
移動体および光反射手段間の距離と、移動体から見た光
反射手段の方位角とによって各光反射手段の間隔や相対
角度を正確に測定し、かつそれを入力する作業を自動的
に行えるようにしている。

【０００６】ところで、光反射手段間の距離や相対角度
を測定する場所、例えば位置検出装置が移動体に搭載さ
れている場合の、この移動体の移動区域は必ずしも平坦
ではない。したがって、上記距離や方位角を測定するた
めに移動体が置かれた場所の地形によっては、移動体が
傾斜した状態のまま光ビームが走査されることがあり、
一方向つまり水平方向でのみ光ビームを回転走査して
も、この光ビームを光反射手段に照射できない場合があ
る。そうすると、光反射手段で反射されて戻ってくるは
ずの前記光ビームの反射光を受光手段で検出できない。
また、これとは反対に、予定の光反射手段以外の反射物
体からの余計な光を検出してしまうような場合もあっ
た。

【０００７】このように、光反射手段からの反射光を検
出できなかったり、他からの光を予定の光反射手段の反
射光として誤認識してしまうと、移動体の位置を正確に
算出できずに、例えば予定された走行コースに沿って移
動体を走らせられなくなる場合がある。

【０００８】このような不具合を解消するための対策と
して、光ビームを水平方向の回転走査に加えて上下方向
にも揺動走査することが考えられる。例えば発生した光
ビームを、ガルバノミラーを利用して上下方向に高速に
振動させつつ水平方向に走査させるようなビーム光走査
装置が提案されている（特開昭６０−２４２３１３号公
報）。

【０００９】図２２は、このような従来の装置による光
ビームの走査軌跡（光跡）を示す図である。同図（ａ）
は光ビームを水平方向に回転走査させつつ、この光ビー
ムをガルバノミラーで上下方向にも揺動走査した場合の
光跡の一部分を示す。同図（ｂ）は前記光ビームの上下
方向の揺動走査をポリゴンミラーで行った場合の光跡の
一部分を示す。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のビーム光走査装
置では、次のような問題点があった。ガルバノミラーを
利用して上下方向にも所定の振れ幅で揺動走査する方式
では、移動体と光反射手段との距離が大きくなるに従
い、光反射手段位置での光跡の振れ幅が大きくなり、波
長が長くなる。そのために、例えば図２２（ａ）に示す
ように光反射手段６が光ビームと交差できなくなってし
まうことが有り得る。

【００１１】また、ポリゴンミラーを利用した方式にお
いても、自走車と光反射手段６との距離が大きくなるに
従い、光反射手段位置での光跡の間隔が広くなる。その
ために、例えば図２２（ｂ）に示すように光反射手段６
と光ビームとが交差できなくなってしまうことが有り得
る。

【００１２】光跡の波長もしくは間隔を小さくして光反
射手段６に光ビームを交差させやすくするためには、回
転走査に対する上下揺動走査の速度比を上げる必要があ
る。つまり、上下揺動走査の駆動速度を大きくするか、
回転走査速度を小さくすることが必要になる。

【００１３】ところが、ガルバノミラーやポリゴンミラ
ーの駆動速度を大きくするのは機械構造的な制約もあっ
て大変難しい。また、水平方向の走査速度を小さくする
と、一定時間あたりの受光データ数が少なくなって位置
検出精度が低下し、特に自走車等、移動体の位置検出用
として使用する場合、検出精度の低下が著しい。

【００１４】本発明は、上記従来技術の問題点に対し、
移動体から投射する光ビームを各光反射手段に高い確率
で照射できるように構成することによって、光反射手段
の正確な位置情報を容易に検出でき、その位置情報に基
づいて観測点の位置を正確に検出できる位置検出装置を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決し、
目的を達成するために、本発明は、観測点に配置された
光ビーム発生手段および光信号を検出する受光手段と、
前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを上下方向に
揺動させながら円周方向に走査する走査手段と、前記受
光手段によって光信号が受光されたときの入射光の方位
角を検出する手段と、検出された方位角のうちほぼ同一
の方位角は１つの方位角データとして記憶する手段と、
この方位角データが観測点から離れた複数の基準点にあ
らかじめ配置された光反射手段の数と同数になったこと
を認識する基準点認識手段と、前記方位角データが前記
光反射手段と同数になったことを認識した後、前記方位
角データの１つで示される方向からの受光信号を検出し
たときに光ビームの回動走査を停止させてその方向に光
ビームの投射方向を固定する手段と、前記光ビームの投
射方向を固定した状態で、この光ビームの反射光を受光
し、その受光信号に基づいて観測点と光反射手段との距
離を測定する手段と、前記距離の測定終了を条件として
光ビームの投射方向の固定を解除する手段とを具備し、
前記光反射手段の数だけ前記距離測定を繰返し、測定さ
れた距離およびこのときの方位角データに基づいて基準
点に対する観測点の位置を算出するように構成した点に
第１の特徴がある。

【００１６】また本発明は、光ビーム発生手段と受光手
段とを共通のテーブルに固定し、このテーブルを前記光
ビームを回転走査する回転中心軸が円錐状軌跡を描くよ
うに揺動させ、かつこの単位揺動サイクル中に前記光ビ
ームの回転走査が複数回行われるようにして、前記光ビ
ームの上下方向の揺動を行わせるように構成した点に第
２の特徴がある。

【００１７】さらに本発明は、受光手段で検出された入
射光に対するテーブルの揺動角度と方位角とを検出する
手段を具備し、前記揺動角度でテーブルの揺動を停止さ
せ、この停止状態で回転走査を行い、この回転走査状態
で前記検出した方位角で再び光信号を検出したときに回
転走査を停止させて光ビーム投射方向を固定し、前記距
離測定動作を行うように構成した点に第３の特徴があ
る。

【００１８】

【作用】上記の第１の特徴を有する本発明では、まず各
基準点に配置されたそれぞれの光反射手段の方位角を予
備的に検出して記憶しておき、すべての光反射手段の方
位角を検出できた後に、記憶テータに基づいて光反射手
段に順次光ビームを確実に照射させて反射光を検出でき
る。したがって、光反射手段と観測点との距離を正確に
測定でき、基準点の位置、さらには観測点の位置を正確
に算出できる。

【００１９】また、第２の特徴を有する本発明では、光
ビームの上下方向走査の１サイクル中に複数回の回転走
査が行われる。したがって、観測点を中心とする円筒面
を想定した場合、その円筒面上で光ビームによる網目状
の光跡が描かれる。すなわち、垂直方向に立てられた光
反射手段の近辺において、揺動の１サイクル中、垂直方
向の高さが異なる数回以上の回転走査が行われる。その
結果、光ビームが高い確率で光反射手段を横切ることに
なり、それだけ光反射手段での反射光を受光する確率が
高くなる。

【００２０】このようにして検出された光反射手段から
の反射光に基づいて測距のための光ビーム投射方向を決
定できるので、地形の凹凸等に起因する光反射手段の見
失いが減少する。

【００２１】さらに、第３の特徴を有する本発明では、
先行する走査で光反射手段を少なくとも１度検出した揺
動角度に光ビームの上下揺動を停止させた状態で回転走
査を行え、しかも低い速度で回転走査を行うようにして
いる。したがって、記憶データに基づいて光反射手段か
らの反射光を受光するために効果的である方向へ光ビー
ムを投射させることができることから、その状態で光反
射手段からの受光状態のよい反射光を継続して受光して
観測点と基準点との距離を測定できる。

【００２２】

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の一実施例を
説明する。図２は本発明の位置検出装置を搭載し、所定
の領域を走行する自走車を示す斜視図である。図２にお
いて、移動体としての自走車１が走行している領域の周
囲には、入射した光をその入射方向に反射する反射面を
有する光反射器（以下、単に反射器という）６ａ〜６ｄ
が配設されている。反射器６ａ〜６ｄの反射面には、コ
ーナキューブプリズム等周知の光反射手段が使用されて
いる。自走車１は、例えばその下面に図示しない芝刈作
業用のカッタブレードを有する芝刈り機である。自走車
１の上部には、光ビーム走査装置（以下、単に走査装置
という）２が搭載されている。この走査装置２は、光ビ
ーム２Ｅを発生する発光器、および前記反射器６ａ〜６
ｄで反射された光ビーム２Ｅの反射光２Ｒを受ける受光
器を有する。発光器は発光ダイオードを有し、受光器は
入射した光を電気的信号に変換するフォトダイオードを
有している。発光器および受光器は、内側リング部材１
４の下方に、ボルト締めなど、周知の締結手段によって
取付けられているケーシング３に収容されている。

【００２３】発光器から出た光ビームは回転ミラー（以
下、単にミラーという）４で直角方向に屈折反射される
ことにより、方向転換されて走査装置２から外部に投射
される。ミラー４はモータ５によって回転中心軸８のま
わりで矢印１７の方向に回転され、このミラー４の回転
によって光ビーム２Ｅは回転中心軸８を中心にして矢印
Ｒ方向に回転走査される。ミラー４の回転位置で決まる
光ビーム２Ｅの投射方向つまりモータ５の回転角度はエ
ンコーダ７で検出される。

【００２４】走査装置２は、光ビーム２Ｅの光跡で描か
れる回転走査面の角度を連続変化（揺動走査）させるた
めのジンバル揺動機構を有している。この揺動機構は、
ブラケット９の軸１２およびブラケット１０の図示しな
い軸に対して揺動自在に軸支された外側リング部材１１
と、この外側リング部材１１の内側に設けられた内側リ
ング部材１４とを有する。この内側リング部材１４は、
前記外側リング部材１１の支軸の延長線と直交する線上
で外側リング部材１１に設けられた軸１３およびこの軸
１３と対向する位置に設けられた他方の軸２０（図１に
示す）によって揺動自在に軸支されている。

【００２５】ジンバル揺動機構は揺動駆動用のモータ１
５によって駆動される。このジンバル揺動機構によっ
て、ミラー４の回転中心軸８は垂直から角度φだけ傾斜
し、かつその傾斜方向（以下、揺動方向という）は連続
的に変化して矢印１７ａの方向に回動する。このような
回転中心軸８の回動によって光ビーム２Ｅの回転走査に
よる走査面の角度が連続的に変化する。すなわち、光ビ
ーム２Ｅの投射方向が上下方向に連続的に変化し、揺動
走査されるのである。

【００２６】次に、前記走査装置およびジンバル揺動機
構の揺動駆動装置について詳述する。図１は自走車１に
搭載された走査装置２の要部断面図であり、図２と同符
号は同一または同等部分を示す。まず、走査装置２につ
いて説明する。ミラー４は台座４ａを介してモータ５の
軸の一端５ａに取付けられていている。一方、モータ５
の軸の他端５ｂは連結金具１９によってエンコーダ７の
軸７ａと連結されている。エンコーダ７の出力パルスは
図示しない制御装置に送信され、ミラー４の回転角度や
回転数の演算に供される。

【００２７】前記ミラー４の台座４ａには吸着板３４が
設けられている。この吸着板３４は、磁性体、例えば鉄
で作られていて、電磁石１６が付勢されることにより電
磁石１６に吸着される。この吸着動作によって、電磁石
１６が付勢された任意のタイミングでミラー４の停止位
置が固定される。

【００２８】次に、ジンバル揺動機構の揺動駆動装置に
ついて説明する。揺動駆動装置は自走車１の上面に設け
られている。自走車１の上面に取付けられた軸受け２１
には軸２２が挿通されており、この軸２２の一端には小
円盤２３が固結され、他端には大円盤２４が固結されて
いる。小円盤２３には軸２２に対して偏心した位置に偏
心軸２３ａが突設され、大円盤２４には同様に偏心軸２
４ａが突設されている。偏心軸２３ａおよび偏心軸２４
ａの偏心方向は互いに９０度ずらしてある。

【００２９】揺動用モータ１５の軸１５ａは前記軸２２
と一直線上に配置してあり、かつ軸１５ａにはＬ字形状
のブロック３２が固結されている。つまり、偏心軸２３
ａ，２４ａは軸１５ａに対しても軸２２に対する偏心量
と同じだけ偏心していて、モータ１５の軸１５ａ、偏心
軸２３ａ、軸２２、および偏心軸２４ａはクランク軸を
形成している。揺動用モータ１５によって回転軸１５ａ
が回転されると、この回転はブロック３２によって偏心
軸２３ａに伝達され、軸２２が回転する。その結果、偏
心軸２４ａも軸２２を中心に回転する。

【００３０】偏心軸２３ａは外接リング２３ｂに対して
回転自在に嵌挿されており、この外接リング２３ｂには
ブロック２５が揺動自在に軸支されている。このブロッ
ク２５は連結ボルト２６によって内側リング部材１４に
突設された軸（図示しない）を受ける球面軸受２７と連
結されている。

【００３１】このように、小円盤２３と内側リング部材
１４とが連結されているので、小円盤２３に対する偏心
軸２３ａの回転運動は、軸１３，２０を中心とする内側
リング部材１４の揺動運動に変換される。

【００３２】一方、大円盤２４に突設された偏心軸２４
ａは球面軸受２８で受けられている。外側リング部材１
１には軸２９が突設されていて、この軸２９によって球
面軸受３０が支承されている。球面軸受２８と球面軸受
３０とは連結ボルト３１で連結されている。このような
構成により、外側リング部材１１も、内側リング部材１
４と同様、前記軸１２およびこれと対向する位置の軸
（図示しない）を中心として揺動される。

【００３３】前記外側リング部材１１および内側リング
部材１４の揺動が合成されると、内側リング部材１４に
取付けられている走査装置２のミラー４の回転中心軸８
が、両リング部材１１および１４のそれぞれの揺動中心
軸の交点を中心にして、所定の傾斜角度を有して旋回す
る。換言すれば、この旋回による回転中心軸８の軌跡
は、前記交点を頂点とする円錐の側面（以下、単に円錐
という）となる。前記発光器および受光器を収容してい
るケーシング３も、内側リング部材１４の下面に取付け
られているので、この内側リング部材１４と一体となっ
て揺動する。

【００３４】連結ボルト２６の両端には互いに逆方向の
ねじが切られていて、連結ボルト２６を回転させると、
この連結ボルト２６はブロック２５および球面軸受け２
７に対して進退し、球面軸受２７とブロック２５との連
結長さを調節することができる。連結ボルト３１も、連
結ボルト２６と同様、この連結ボルト３１が螺入されて
いる球面軸受２８，３０との連結長さを調節するもので
ある。

【００３５】前記大円盤２４には薄円盤２４ｂが設けら
れ、この薄円盤２４ｂにはこれを跨いで揺動基準検出用
のセンサ３３が設けられている。例えばセンサ３３は金
属検知センサまたは光透過型センサであって、薄円盤２
４ｂの円周の予定位置にスリットを穿設しておくことに
より、センサ３３から出力される前記スリットの検出信
号に基づいて揺動の基準位置が検出できる。

【００３６】モータ１５の背後には、このモータ１５の
回転位置を検出するためのエンコーダ３５が付設されて
いる。このエンコーダ３５の出力信号と、センサ３３の
出力信号とによってミラー４の回転中心軸８の傾きφを
検出できる。回転中心軸８の揺動方向を検出する手段
は、エンコーダ３５とセンサ３３とを用いるものに限ら
ない。例えば、薄円盤２４ｂに、前記基準位置検出用の
スリットとは別に薄円盤２４ｂの回転量検出用のスリッ
トを穿設し、２つのセンサによってこれら２種類のスリ
ットをそれぞれ検出するようにしてもよい。また、エン
コーダ３５からモータ１５の回転量と回転基準位置とを
示す信号の双方を取出すように構成してもよい。

【００３７】なお、光ビームを上下方向にむらなく走査
し、その反射光の受光処理を簡単にするためには回転中
心軸８の揺動軌跡は円錐であるのが望ましいが、必ずし
も円錐でなくとも底面が円以外の錐であってもよい。例
えば、前記偏心軸２３ａおよび２４ａの偏心量を変化さ
せ、外側リング部材１１と内側リング部材１４のそれぞ
れの最大傾斜角度が異なるようにすれば、回転中心軸８
の揺動によって描かれる軌跡は楕円錐となる。

【００３８】本実施例ではこの揺動軌跡が円錐となるよ
う、つまり、外側リング部材１１と内側リング部材１４
のそれぞれの最大傾斜角度が同じになるように偏心軸２
３ａおよび２４ａの偏心量を設定している。

【００３９】なお、本実施例では外側リング部材１１お
よび内側リング部材１４を１つのモータで駆動するよう
にしたが、それぞれのリング部材を別個のモータで駆動
するようにしてもよい。その場合、各モータは回転中心
軸８が所望の錐形状を描くように、同期させて回転させ
るのはもちろんである。

【００４０】以上説明した揺動機構を駆動させて光ビー
ムを投射させると、ミラー４の回転中心軸８自体が円錐
を描いて回動する揺動走査が行われ、ミラー４の回転に
よって光跡で描かれる面（回転走査面）は一平面に固定
されず揺動１サイクルの間は常に変化する。

【００４１】なお、回転中心軸８が円錐を描いて１回転
する周期よりミラー４が１回転する周期の方を十分に短
くすることによって、後述するような、きめの細かいピ
ッチでの走査軌跡を描かせることができる。本実施例で
は、ミラー４を２７００ｒｐｍで回転させ、回転中心軸
８を揺動させる軸２２を９０ｒｐｍで回転させるように
した。

【００４２】次に、図を参照して本実施例の走査装置に
よる光ビームの光跡について説明する。図３は前記ミラ
ー４を中心とした一定の半径を有する仮想の円筒面に描
かれた光跡をモデル化して示している。

【００４３】図示のように、前記走査装置２から投射さ
れた光ビーム２Ｅは、ミラー４の回転中心軸８が円錐運
動をすることにより、前記想定された円筒面上に網目状
の光跡を描く。本実施例では、ミラー４の回転数を２７
００ｒｐｍ、回転中心軸８の揺動回数つまり軸２２の回
転数を９０ｒｐｍとしたので、回転中心軸８が円錐状に
１回転する間にミラー４自体は３０回転する。すなわ
ち、回転中心軸８が円錐を描いて１回転する間に、円筒
面上の任意の垂直線１８を３０本の光跡が横切る。

【００４４】次に、前記垂直線１８上に反射器を配設し
た場合、揺動１サイクルの中でどれだけ光ビームが反射
器へ照射され易くなるかを説明する。図４は前記光跡の
一部を拡大して示したものである。同図において、符号
６Ｈで示すように自走車１と反射器６とが近く、反射器
６の高さ方向の寸法が光跡の揺動幅ＢＢに対して十分長
い場合は、３０本の光跡がすべてこの反射器６を横切
る。これに対し、符号６Ｌで示すように自走車１と反射
器６との距離が非常に長い場合は、反射器６の高さ方向
の寸法は光跡の揺動幅ＢＢに対して相対的に短くなる。
しかしながらこのように、反射器６の高さ方向の寸法が
相対的に短い場合であっても、光跡の垂直方向の最大間
隔Ｈが反射器６の高さ方向の寸法より相対的に小さけれ
ば、回転中心軸８が円錐運動を１回行う間に少なくとも
１回は反射器６を光跡が横切る。なお、図３，図４は、
繁雑さを回避し、作図を容易にするためモデル化して示
されているので、光跡の本数は実際よりも少なく記載し
てある。

【００４５】次に、上記の構成を有する走査装置２を搭
載した自走車１が、その走行領域内のどの位置にある
か、またどの方向に走行しているかを検出するための基
本的原理を説明する。図５および図６は、自走車１の走
行領域を示す座標系における自走車１および反射器６ａ
〜６ｄの位置を示す図である。同図において、反射器６
ａ〜６ｄの配置位置、つまり基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，お
よび自走車１の位置Ｔ（Ｘｐ，Ｙｐ）は、基準点Ｂを原
点とし、基準点ＢおよびＣを結ぶ直線をｘ軸とするｘ−
ｙ座標系で表される。

【００４６】図示のように、自走車１の位置Ｔは、三角
形ＡＴＢの外接円上に存在すると同時に、三角形ＢＴＣ
の外接円上に存在する。したがって、自走車１の位置
は、これら２つの三角形の外接円ＱおよびＰの交点を算
出することによって求められる。外接円ＱおよびＰの２
つの交点のうち、一方の交点は基準点Ｂつまり原点であ
るから、他方の交点が自走車１の位置ということにな
る。このような原理に従って自走車１の位置を求める算
出式は、本出願人がすでに出願している特開平１−２８
７４１５号および特開平１−３１６８０８号公報に詳細
が示されている。

【００４７】また、自走車１の進行方向は次式を用いて
算出される。図６において、自走車１の進行方向とｘ軸
とのなす角度をθｆ、進行方向を基準とした基準点Ｃの
方位角をθｃ、基準点Ｃのｘ座標をｘｃ、自走車１のｙ
座標をＹｐとした場合、 θｆ＝３６０°−ｔａｎ^-1｛Ｙｐ／（ｘｃ−ｘ）｝−θｃ………（１） となる。

【００４８】次に、上記公報に記載された算出式および
上記算出式（１）によって求められた位置情報に基づい
て自走車１の走行方向を制御する操向制御について説明
する。図７は自走車１と基準点Ａ〜Ｄとの位置関係を示
す図である。

【００４９】自走車１は基準点Ｂの近くのスタート位置
から走行を始め、予定の走行コース３６を走行してホー
ムポジション６３に戻るものとする。走行コースは間隔
Ｌを有して平行に設定された直進行程と、各直進行程を
つなぐ旋回行程とからなる。自走車１は直進行程を走行
した後、ｙ座標がＹｔｎまたはＹｔｆに達した位置で、
操舵角度を一定の値に固定して旋回行程を走行し、隣接
する次の直進行程に移行する。そして、直進行程のｘ座
標が最終のｘ座標Ｘｅｎｄを超過した場合、その直進行
程走行後、最終旋回行程を経てホームポジション６３に
戻る。

【００５０】なお、図７においては、説明を簡単にする
ため、各基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを、それらを結ぶ直線で
長方形が形成されるように配置した上で、直進行程は基
準点ＡとＢとを結ぶ直線つまりｙ軸と平行にしたが、基
準点Ａ〜Ｄを走行コースの周囲に配置してあれば、走行
コース３６は任意に設定できる。

【００５１】続いて、フローチャートを参照して制御手
順を説明する。この説明のために参照されるフローチャ
ートで使用される各種パラメータ（記号）の意味は次の
とおりである。θ（ｎ）…受光信号に基づいて決定され
た方位角、θｑ（ｎ）…予測方位角、Ｃｇ（ｉ）…検出
ブロック別受光回数、Ａｍ（ｉ）…検出ブロック別検出
方位角、Ｃｐ（ｎ）…基準点ｎの受光回数、Ａｐ［ｎ，
Ｉ］…基準点ｎの受光方位角、Ａｓ［ｎ，Ｉ］…基準点
ｎ検出時の揺動方向、Ｃｍ［ｎ，Ｉ］…基準点ｎ検出時
のミラー回転数カウンタ値、Ａｐｓ（ｋ）…受光回数が
しきい値以上の検出ブロックを代表する方位角、Ａｐｓ
（ｎ）…Ａｐｓ（ｋ）を小さい順にｎ＝１〜４にセット
した方位角、ｉ…検出ブロックの番号、ｊ…受光回数が
第１のしきい値以上の検出ブロックの数、ｋ…受光回数
が第２のしきい値以上の検出ブロックの数、Ｉ…ミラー
４を予定数回転させて基準点ｎを検出した時の揺動方向
の記憶順を示す番号、Ｊ…ミラー４を予定数回転させた
ときの基準点ｎの連続検出回数、Ｋ…ミラー４を予定数
回転させたときの基準点ｎの連続検出回数の最大値、ｅ
…連続検出回数の最大値が発生したときの揺動方向の記
憶順を示す番号の最後の番号、Ａｓｃ（ｎ）…基準点ｎ
を高い確率で捕捉できる揺動方向、Ａｃ（ｎ）…直進処
理において受光信号に基づいて決定された方位角、θｔ
（ｎ）…旋回解除のための基準点ｎのターン解除角 まず、操向制御の基本となる反射光受光処理について説
明する。走査装置２から発射され、反射器６ａ〜６ｄで
反射された光ビームつまり反射光の受光処理は以下のと
おり行われる。

【００５２】図８は反射光受光処理の制御手順を示すフ
ローチャートである。ステップＳ１００では、受光器に
よって光信号が検出されたか否かが判断される。光信号
が検出されたならば、ステップＳ１０１に進む。但し、
この時点では、検出された光信号は反射器６ａ〜６ｄか
らの反射光かどうかは識別できない。

【００５３】ステップＳ１０１では、前回の処理後、ミ
ラー４が回転した角度が微小か否かによってチャタリン
グによる信号検出ではないかどうかが確認される。つま
り、ミラー４が微小角度しか回転しないうちに光信号が
複数検出された場合はチャタリングと判断して、後から
検出された光信号は無視する。チャタリングでなけれ
ば、ステップＳ１０２に進む。

【００５４】ステップＳ１０２では、検出ブロック番号
を示す変数ｉに“０”をセットする。本実施例では、ミ
ラーの回転中心軸８が円錐状軌跡を描いて１回転する間
にミラー４は３０回転する。すなわち回転中心軸８が円
錐状軌跡を描いて１回転する間に、回転走査が３０回行
われるのである。この３０回の回転走査によって同一の
反射器からの反射光を多数回受光する可能性がある。ほ
ぼ同一方向から受光器に入射した複数の光信号に関する
検出データは同一の発光源または反射器のデータとして
１つのグループにまとめて記憶するようにする。このグ
ループを検出ブロックという。したがって、予定の反射
器６ａ〜６ｄからの光だけが検出されたのであれば、こ
の検出ブロックの数は４つであり、設置されている反射
器の数と一致することになる。

【００５５】ステップＳ１０３では、前記検出ブロック
別の受光回数Ｃｇ（ｉ）が“０”か否かを判断する。ス
テップＳ１０２でパラメータｉに“０”がセットされた
ので、まず、検出ブロック番号“０”の検出ブロックで
の受光回数が“０”か否か、つまりこの検出ブロックで
最初に検出された光信号か否かが判断される。

【００５６】最初の処理ではこの判断は肯定となってス
テップＳ１０６に進み、ミラー角つまり光を検出した方
位角が記憶される。検出ブロック（ｉ）を代表する方位
角Ａｍ（ｉ）として今回検出された方位角を記憶し、当
該検出ブロック（ｉ）での光信号の受光回数Ｃｇ（ｉ）
の値をインクリメントする。

【００５７】ステップＳ１０７では、基準点を識別する
カウンタの値ｎをクリアする。本実施例では、カウンタ
値“１”は基準点Ａに、カウンタ値“２”は基準点Ｂ
に、カウンタ値“３”は基準点Ｃに、カウンタ値“４”
は基準点Ｄにそれぞれ対応させてある。ステップＳ１０
８ではそのカウンタの値ｎをインクリメントする。

【００５８】ステップＳ１０９では、今回検出した方位
角が、後述のイニシャルポール識別処理や往路直進処理
で設定された予測方位角θｑ（ｎ）とほぼ同一か否かが
判断される。すなわち、ステップＳ１０８でカウンタ値
ｎは“１”になっているので、このカウンタ値“１”に
対応する基準点Ａの予測方位角に関し、これと検出方位
角とがほぼ一致するか否かが判断される。予測方位角θ
ｑ（ｎ）は、例えば、今回検出時の方位角に一定の値α
を加算した値でも良いが、自走車１の移動量に対して反
射光の受光間隔が短いので今回の値と同値を予測方位角
としても実用上支障がないし、処理も簡単である。

【００５９】ステップＳ１０９の判断が否定の場合は、
ステップＳ１１０でカウンタ値ｎが“４”か否かが判別
される。ステップＳ１１０の判断が肯定になるまでステ
ップＳ１０８，Ｓ１０９の処理が繰返され、基準点Ａ〜
Ｄのすべての予測方位角θｑ（ｎ）に関してこれと検出
方位角とがほぼ一致するか否かが判断される。

【００６０】予測方位角θｑ（ｎ）が検出方位角とほぼ
一致していれば、ステップＳ１０９からステップＳ１１
１に進む。ステップＳ１１１では、予定の基準点を検出
したとして、カウンタ値ｎで示される基準点の受光回数
Ｃｐ（ｎ）がインクリメントされる。さらに、その基準
点の受光方位角Ａｐ［ｎ，Ｃｐ（ｎ）］、ミラー４の回
転中心軸８の傾斜方向つまり揺動方向Ａｓ［ｎ，Ｃｐ
（ｎ）］、ならびにミラー４の回転カウンタ値Ｃｍ
［ｎ，Ｃｐ（ｎ）］を記憶する。この回転カウンタ値
は、センサ３３の出力信号に基づく予定の方向に揺動方
向がある時を基準として、そこから計数したミラー４の
回転が何回転目かを示す値である。

【００６１】なお、ステップＳ１０３で、検出ブロック
（ｉ）での受光回数Ｃｇ（ｉ）が“０”でない、つまり
初めての受光でないと判断された場合は、ステップＳ１
０４に進む。ステップＳ１０４では、検出方位角が、検
出ブロック（ｉ）で先に受光した光信号の方位角Ａｍ
（ｉ）とほぼ一致しているか否かが判断される。両者が
一致していればステップＳ１０６に進み、今回の検出方
位角で検出ブロック（ｉ）の方位角Ａｍ（ｉ）を更新す
る。

【００６２】また、ステップＳ１０４の判断が否定の場
合、つまり検出ブロック（ｉ）で先に受光した光信号の
方位角Ａｍ（ｉ）と今回検出された方位角とが一致して
いない場合は、他の検出ブロックからの光であると判断
してステップＳ１０５に進み、検出ブロック番号（ｉ）
をインクリメントする。検出ブロック番号（ｉ）をイン
クリメントした後ステップＳ１０３に進み、インクリメ
ントされた検出ブロック番号（ｉ）に対応する検出ブロ
ックについて、初めての受光か否かの判断がなされる。

【００６３】前記反射光受光処理によって記憶された受
光信号の方位角つまり基準点の方位角に基づいて後述の
ように自走車１の位置と進行方向とが演算され、操向制
御が行われる。図９，図１０は操向制御の全体を示すゼ
ネラルフローチャートである。

【００６４】図９において、ステップＳ１ではモータ５
および１５を起動してミラー４を回転中心軸８を中心と
して回転させると共に、その回転中心軸８が円錐状の軌
跡を描くようにジンバル揺動機構を動作させる。ここで
は、基準点Ａ〜Ｄに設定された反射器６ａ〜６ｄに確実
に光ビームを照射させられるようにモータ１５は低速で
回転させる。

【００６５】ステップＳ２では、基準点Ａ〜Ｄつまり反
射器６ａ〜６ｄのイニシャル方位角を決定するイニシャ
ルポール識別処理を行う。この処理の詳細は図１１およ
び図１２に関して後述する。ステップＳ３では、自走車
１から基準点Ａ〜Ｄまでの各距離を測定して各基準点の
位置つまり前記ｘ−ｙ座標系における基準座標値を計算
するポール位置計測処理を行う。この処理の詳細は図１
３、図１４および図１５に関して後述する。ステップＳ
４では、ステップＳ２とステップＳ３で算出された基準
点の方位角および座標値に基づき、現在の自走車１の位
置座標（Ｘｐ，Ｙｐ）を算出する。ステップＳ５では、
現在の自走車１のｘ座標Ｘｐを第１番目の直進行程のｘ
座標Ｘｒｅｆとしてセットする。このセットは、自走車
１が走行作業開始位置にある場合の動作である。

【００６６】ステップＳ６では、モータ５および１５を
所定の速度で高速回転させてミラー４を回転および揺動
させる。ステップＳ７では、自走車１のエンジン回転を
駆動輪に接続して走行を開始させる。

【００６７】引続いて図１０のステップＳ８では、自走
車１をそのｙ座標値が大きくなる方向に直進行程を走行
させる往路直進処理を行う。この往路直進処理では、反
射光受光処理で得られた方位角に基づいて自己位置（Ｘ
ｐ，Ｙｐ）および進行方向θｆを算出する。そして、そ
れらの値と設定された走行コースとの差を算出し、この
差を修正するように自走車１の操舵輪の操舵角を変更す
る制御を行う。この処理は本発明と直接関係ないので詳
細のフローチャートの図示は省略する。

【００６８】ステップＳ９では、自走車１のｙ座標Ｙｐ
が予定のｙ座標Ｙｔｆより大きくなったか否かによって
第１番目の直進行程の走行を終了したか否かを判断す
る。自走車１が直進行程の走行を終了したと判断される
とステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、直進行
程のｘ座標Ｘｒｅｆに、隣接する直進行程までの距離Ｌ
を加算して次の直進行程を設定する。ステップＳ１１で
は、旋回行程の走行を終了させる方位角を設定する右タ
ーン解除角セット処理を行う。右ターン解除角セット処
理では次のステップで行われるＵターン処理を終らせる
ための各基準点毎の方位角つまり右ターン解除角を算出
する。

【００６９】ステップＳ１２では、操舵角を予定値に固
定して自走車１を一定の旋回半径で右回りに旋回させ、
予定の旋回行程に沿って自走車１を走行させるＵターン
処理を行う。ステップＳ１１および１２の処理も本発明
と直接関係ないので詳細のフローチャートは図示を省略
する。ステップＳ１３では、自走車１から見た方位角が
予定の右ターン解除角に達した基準点の数を計数する解
除カウンタ（前記Ｕターン処理時に計数される）の値が
“１”を超過しているか否かを判断する。この判断が肯
定の場合は、旋回行程の走行を終了したと判断してステ
ップＳ１４に進む。

【００７０】ステップＳ１４では、自走車１をそのｙ座
標値が小さくなる方向に直進行程を走行させる復路直進
処理を行う。この復路直進処理はステップＳ８の往路直
進処理と同様である。ステップＳ１５では、自走車１の
ｙ座標Ｙｐが予定のｙ座標Ｙｔｎより小さいか否かによ
って第２番目の直進行程の走行を終了したか否かを判断
する。ステップＳ１６では、直進行程のｘ座標Ｘｒｅｆ
が走行終了予定地点のｘ座標Ｘｅｎｄを超過したか否か
を判断する。ステップＳ１６の判断が否定の場合は、ス
テップＳ１７に進んで次の直進行程を設定する。ステッ
プＳ１８では、左方向旋回行程の走行を終了させる方位
角を設定する左ターン解除角セット処理を行う。この処
理はセットされる解除角の値が異なる他は前記右ターン
解除角セット処理と同様である。ステップＳ１９では、
Ｕターン処理を行う。ステップＳ２０では、解除カウン
タの値が“１”を超過しているか否かを判断する。この
判断が肯定の場合は、旋回行程の走行を終了したと判断
してステップＳ８に戻る。

【００７１】また、ステップＳ１６の判断が肯定の場合
は、ステップＳ２１に進む。ステップＳ１６の判断が肯
定の場合はすべての直進行程の走行を終了した場合であ
り、ステップＳ２１では、最終の旋回行程における解除
角をセットする処理を行う。この処理は右ターン解除角
セットや左ターン解除角と同様に処理される。

【００７２】ステップＳ２２ではＵターン処理を行い、
ステップＳ２３では、解除カウンタの値が１を超過して
いるか否かを判断する。ステップＳ２４では、ホームポ
ジション６３に戻る直進行程を走行させる処理を行う。
この処理は往路直進処理と同様である。

【００７３】ステップＳ２５では、自走車１のｘ座標Ｘ
ｐがホームポジション６３のｘ座標Ｘｈｏｍｅより小さ
くなったか否かを判断する。この判断が肯定ならば、自
走車１がホームポジション６３に戻ったと判断して処理
を終える。

【００７４】次に、前記ステップＳ２のイニシャルポー
ル識別処理について詳述する。図１１はイニシャルポー
ル識別処理のフローチャートであり、図１２はイニシャ
ルポール識別処理の中で行われるポール選択処理のフロ
ーチャートである。

【００７５】このイニシャルポール識別処理は、予定回
数以上受光した検出ブロックが、設置されているすべて
の反射器の数と一致するまで、繰返して反射光受光処理
を行い、反射器つまり基準点を確定する処理である。つ
まり反射器の数と一致した前記検出ブロックを代表する
検出方位角Ａｍ（ｉ）を基準点の方位角として確定する
のである。

【００７６】図１１において、ステップＳ１２０では、
揺動方向が“０°”になったか否か、つまり前記揺動基
準検出用のセンサ３３で予定の基準位置が検出されたか
否かを判断する。予定の基準位置が検出されて、揺動方
向が“０°”になったと判断されると、ステップＳ１２
１に進む。ステップＳ１２１では、反射光受光処理によ
って得られたデータを記憶するメモリ領域のデータをク
リアする。

【００７７】ステップＳ１２２では、図８に示した反射
光受光処理を行う。このイニシャルポール識別処理にお
ける反射光受光処理では、この処理以前に予測方位角が
決定されていないので、図８に関して説明した反射光受
光処理のうちの、ステップＳ１００〜Ｓ１０６に相当す
る処理が行われる。

【００７８】ステップＳ１２３では、再び揺動方向が
“０°”か否かを判断する。つまり回転中心軸８が円錐
を描く揺動走査の１サイクルが終了したか否かが判断さ
れる。１サイクルの走査が終了するまでは反射光受光処
理を続け、１サイクルが終了すると、ステップＳ１２４
に進む。

【００７９】ステップＳ１２４では、基準点の選択処理
（ポール選択処理）を行う。この選択処理では、反射光
受光処理において検出された検出ブロックのうち受光回
数Ｃｇ（ｉ）の多い４つの検出ブロックを選択し、その
検出ブロックを代表する検出方位角Ａｍ（ｉ）を方位角
の小さい順にＡｐｓ（ｎ）にセットする。なお本実施例
では基準点はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４か所に設定してあるの
で、ｎ＝１〜４である。図８の反射光受光処理のフロー
チャートで示したように、検出ブロックを代表する検出
方位角Ａｍ（ｉ）は、その検出ブロックで検出された方
位角の最新データである。このように最新データを使用
することにより、この方位角を記憶するメモリの記憶容
量を節約することができる。

【００８０】また、ステップＳ１２４では、次のステッ
プＳ１２５における判断の材料となるポール選択モード
「１」〜「３」の決定も行われる。ポール選択処理は、
さらに図１２に関して詳細に述べる。

【００８１】ステップＳ１２５では、ポール選択処理で
決定されたポール選択モードが「１」〜「３」のいずれ
であるかを判別する。ポール選択モードが「１」の場合
は、４つの基準点のすべてが識別でき、その方位角を検
出できたとしてステップＳ１２６に進む。ステップＳ１
２６では、基準点の方位角θ（ｎ）として、ステップＳ
１２４の処理で得られた方位角Ａｐｓ（ｎ）をセットす
る。また、ポール選択モードが「２」の場合は、４つの
基準点を選択できない、つまり受光回数Ｃｇ（ｉ）が所
定値に達していないため、ステップＳ１２２に戻って反
射光受光処理を継続する。さらに、ポール選択モードが
「３」の場合は、予定外の反射物体があったりして、受
光回数Ｃｇ（ｉ）が所定値以上の検出ブロックが５つ以
上ある場合である。この場合は検出ブロックの中から基
準点を特定することができなかったとしてステップＳ１
２１に戻り、最初からこのイニシャルポール識別処理を
やり直す。

【００８２】次に、このイニシャルポール識別処理にお
ける反射光受光処理で得られたデータの例を示す。イニ
シャルポール識別処理では、回転中心軸８が１回揺動す
る間、つまりミラー４が３０回転する間に記憶された受
光データに基づいて基準点の識別処理を行う。図１８は
ミラー４が３０回転する間に蓄積された受光データの例
を示す図である。

【００８３】同図において、縦軸は検出ブロック（ｉ）
の受光回数Ｃｇ（ｉ）であり、横軸は各検出ブロック
（ｉ）の方位角Ａｍ（ｉ）である。図示のように、検出
ブロックの数が７つ（ｉ＝０〜６）あったとすれば、こ
れはミラー４が３０回転する間に７方向から光信号が受
光されたことを示す。受光回数Ｃｇ（ｉ）が複数回の検
出ブロックでは、方位角Ａｍ（ｉ）は前述のように最新
の検出データである。なお、検出ブロックの番号ｉが必
ずしも方位角の小さい順に並んでいないのは、受光した
順に番号が付されているためである。

【００８４】この受光データを参照しながら前記ポール
選択処理の詳細を説明する。図１２はポール選択処理の
フローチャートである。このポール選択処理では、受光
回数Ｃｇ（ｉ）が予定のしきい値に達している検出ブロ
ックを抽出し、抽出した検出ブロックの数が予定の基準
点の数つまり“４”と一致しているかどうかを判別す
る。一致していればその検出ブロックの受光データを予
定の基準点Ａ〜Ｄに関するデータであると決定する。ま
た、抽出された検出ブロックの数が多い場合は基準点を
特定できないと判断して改めてデータの採取を行い、ま
た抽出された検出ブロックの数が少ない場合はさらにデ
ータの採取を継続する。

【００８５】本実施例では、しきい値を“３”と“５”
の２段階設定した。そして、受光回数Ｃｇ（ｉ）が第１
のしきい値“３”に達している検出ブロックの数はパラ
メータｊで記憶し、第２のしきい値“５”に達している
検出ブロックの数はパラメータｋで記憶するようにして
いる。そして、このパラメータｊ，ｋに基づき、基準点
を識別してよいか否かを判断するのである。

【００８６】まず、ステップＳ１３０では、反射光受光
処理で得られたデータつまり光検出方位角Ａｍ（ｉ）と
反射光の受光回数Ｃｇ（ｉ）とを読込む。

【００８７】ステップＳ１３１では、パラメータｉ，
ｊ，ｋをクリアする。ステップＳ１３２では、当該検出
ブロック（ｉ）が、その受光回数Ｃｇ（ｉ）が３回より
多い検出ブロックであるか否かを判断する。受光回数Ｃ
ｇ（ｉ）が３回より多い検出ブロックであったならば、
ステップＳ１３３に進み、受光回数Ｃｇ（ｉ）が３回以
上あった検出ブロックの数を示すパラメータｊをインク
リメントする。

【００８８】ステップＳ１３４では、受光回数Ｃｇ
（ｉ）が５回より多い検出ブロックか否かを判断する。
受光回数が５回より多い検出ブロックであったならば、
ステップＳ１３５に進み、受光回数が５回以上あった検
出ブロックの数を示すパラメータｋをインクリメントす
る。

【００８９】ステップＳ１３６では、パラメータｋの値
が“４”以上か否かを判断する。受光回数Ｃｇ（ｉ）が
５回を超える検出ブロックが４つ、すなわち予定の基準
点の総数以上あったか否かを判別するのである。受光回
数Ｃｇ（ｉ）が５回を超える検出ブロックが４つ以下の
場合は、ステップＳ１３７において、受光回数Ｃｇ
（ｉ）が５回以上あった検出ブロックを代表する検出方
位角Ａｍ（ｉ）を予定の基準点のうちの１つの方位角Ａ
ｐｓ（ｋ）として記憶する。

【００９０】ステップＳ１３８では、検出ブロックを示
す番号ｉをインクリメントする。ステップＳ１３９で
は、受光回数Ｃｇ（ｉ）が“０”か否かを判断する。受
光回数Ｃｇ（ｉ）が“０”でなければ、まだ、受光回数
が記憶されている検出ブロックがあると判断して、ステ
ップＳ１３２に戻る。受光回数Ｃｇ（ｉ）が“０”であ
れば、チェックを終了していない検出ブロックはないと
判断してステップＳ１４０に進む。

【００９１】ステップＳ１４０では、パラメータｊ，ｋ
が共に“４”か否か、つまり受光回数が３回以上あった
検出ブロックの数と、５回以上あった検出ブロックの数
とが共に４つであったか否かを判断する。この判断が肯
定の場合は、両方の検出ブロックが同一であると判断
し、これら４つの検出ブロックに対応して記憶されてい
る方位角Ａｍ（ｉ）は基準点Ａ〜Ｄの方位角であると判
定する。

【００９２】ステップＳ１４０が肯定の場合は、ステッ
プＳ１４１に進み、ステップＳ１３７で記憶された検出
方位角Ａｐｓ（ｋ）を、小さい順に方位角Ａｐｓ（１）
〜Ａｐｓ（４）としてセットする。ステップＳ１４２で
は、ポール選択モードを「１」とする。

【００９３】前記ステップＳ１４０の判断が否定の場合
は、ステップＳ１４３に進んでパラメータｊが“４”以
上か否か、つまり受光回数が３回以上あった検出ブロッ
クが４つ以上あったか否かを検出する。ステップＳ１４
３が否定の場合は、ステップＳ１４４でポール選択モー
ドを「２」とし、肯定の場合は、ステップＳ１４５でポ
ール選択モードを「３」とする。決定されたこれらのポ
ール選択モードに従い、図１１のイニシャルポール識別
処理におけるステップＳ１２５の判断を行う。

【００９４】例えば、図１８に示した受光データの例で
は、受光回数Ｃｇ（ｉ）が５回を超えている検出ブロッ
ク（番号ｉ＝０，２，３，５）の方位角が予定の基準点
の方位角であると識別される。

【００９５】次に、図９のステップＳ３に示したポール
位置計測処理に必要となる基準点の座標を決定する処理
について説明する。まず、そのために各基準点に光ビー
ムを照射させる確率の高い回転中心軸８の傾き（揺動方
向）を決定するポール捕捉揺動方向決定処理を説明す
る。このポール捕捉揺動方向決定処理の概要は次のとお
りである。

【００９６】図１９に、ポール捕捉揺動方向決定処理に
おける反射光受光処理で検出された基準点Ａ（ｎ＝１）
に関する受光データの例を示す。同図には、揺動の１サ
イクルつまりミラー４が３０回転する間に検出した受光
データを示す。本実施例では、後述のように回転中心軸
８が１回転する間、すなわちミラー４が３０回転する間
の受光データを取込むようにしている。なお、揺動方向
はエンコーダ３５の回転量である。

【００９７】パラメータＣｍは図８の反射光受光処理の
フローチャートで示したように、揺動方向が“０°”の
位置から計数を開始し、基準点ｎを検出したときの回転
カウンタ値を示すものであり、ここでは、ミラー４が３
０回転する間の受光データを採取しているのでパラメー
タＣｍの最大は“３０”である。パラメータＩは基準点
ｎを検出したときの揺動方向の記憶順を示す番号であ
る。すなわちこの記憶順を示す番号Ｉの最大値が基準点
ｎの受光回数Ｃｐ（ｎ）となる。

【００９８】このポール捕捉揺動方向決定処理では、ミ
ラー４の回転走査の１サイクル毎に基準点ｎを連続して
検出したグループを探索する。例えば図１９において番
号Ｉが“１”および“２”、ならびに“３”〜“６”で
示される揺動方向はそれぞれ１つのグループのデータと
して取扱う。このようなグループのうちの連続検出回数
が最も多いグループにおける揺動方向の範囲を検出す
る。そして範囲の中位値を算出する。そして、得られた
揺動方向の中位値が、基準点ｎに高い確率で光ビームを
照射させることができる揺動方向であると決定する。こ
の中位値は同一グループのすべての揺動方向の平均値で
もよいし、最大値および最小値の平均値でもよい。本実
施例では最大値および最小値の平均値を算出するように
した。

【００９９】例えば図１９においては、基準点ｎ検出時
にカウンタ値Ｃｍが連続しているのは番号Ｉが“１”〜
“２”のときと、“３”〜“６”のときであり、このう
ち、番号Ｉが“３”〜“６”のときが連続回数が多い。
したがって、番号Ｉが“３”と“６”とにおける揺動方
向の値を平均して基準点（ポール）捕捉揺動方向を決定
する。平均された値は（１０８．６°＋１４４．４°）
／２＝１２６．５°である。

【０１００】図１３，図１４はポール捕捉揺動方向決定
処理のフローチャートである。図１３において、ステッ
プＳ１５０では、揺動方向が“０°”になったか否かを
判断する。揺動方向が“０°”になったと判断される
と、ステップＳ１５１に進む。ステップＳ１５１では、
反射光受光処理によって得られたデータを記憶するメモ
リ領域のデータをクリアする。ステップＳ１５２では、
反射光受光処理を行う。この処理は図８に関して説明し
たとおりである。

【０１０１】ステップＳ１５３では、揺動方向が“０
°”になったのが２回目か否か、すなわち揺動が１サイ
クルしたかどうかを判断する。この判断によって、回転
中心軸８が円錐を描く揺動が１サイクル終了したと判断
されるとステップＳ１５４に進む。すなわち、回転中心
軸８が円錐を描く揺動が１回行われるあいだ反射光受光
処理を行い、その間の受光データを蓄積する。

【０１０２】ステップＳ１５４では、図８の反射光受光
処理のステップＳ１１１で得られたデータを読込む。ス
テップＳ１５５では、基準点の識別カウンタｎをクリア
する。ステップＳ１５６では、前記カウンタｎをインク
リメントする。ステップＳ１５７では、前記カウンタｎ
で示される基準点（基準点ｎ）を検出した回数を示すパ
ラメータＣｐ（ｎ）が“０”か否かを判別してその基準
点ｎが検出されたか否かを判断する。この判断が肯定の
場合は、基準点ｎが検出されなかったとしてステップＳ
１５０に戻り、再び受光データを採取する。

【０１０３】ステップＳ１５７が否定の場合は、ステッ
プＳ１５８に進み、パラメータＩに“１”をセットす
る。このパラメータＩは上述のように基準点ｎが検出で
きた揺動方向を記憶した順を識別するための番号であ
る。

【０１０４】ステップＳ１５９では、パラメータＫおよ
びｅをクリアする。このパラメータＫはミラー４が１回
転する毎に同じ方位からの受光信号を検出した場合、つ
まり同じ方位からの光信号を毎回連続して検出した場合
に、その連続回数の最大値つまり最大連続検出回数を示
す。また、パラメータｅは揺動方向の記憶番号Ｉのう
ち、特に、連続して光信号を検出した時の最後の揺動方
向の記憶番号を示す。

【０１０５】図１４のステップＳ１６０では、受光信号
の連続回数を計数するカウンタの値Ｊに“１”をセット
する。ステップＳ１６１では、基準点ｎを検出した回数
を示すパラメータＣｐ（ｎ）が揺動方向の記憶数字を示
すパラメータＩと同じか否かを判別することによって、
記憶した受光データのすべてがチェックされたか否かを
判断する。通常は受光データは複数存在しており、ステ
ップＳ１５８では番号Ｉを“１”としたので、このよう
な場合はステップＳ１６１の判断は否定となり、受光デ
ータのすべてをチェックし終っていないと判断されてス
テップＳ１６２に進む。

【０１０６】ステップＳ１６２では、前記ミラー４の回
転カウンタ値Ｃｍに関し、今回検出時のカウンタ値Ｃｍ
（ｎ，Ｉ＋１）が前回検出時のカウンタ値Ｃｍ（ｎ，
Ｉ）に“１”が加算された値になっているか否かを判別
する。すなわち、カウンタ値Ｃｍの連続を判断すること
によってミラー４の回転毎に連続して受光信号が検出さ
れているか否かを判断する。この判断が肯定の場合は、
ステップＳ１６３に進み、カウンタＪおよびパラメータ
Ｉの値をインクリメントする。

【０１０７】一方、ステップＳ１６２が否定の場合は、
ステップＳ１６４に進み、カウンタ値ＪがパラメータＫ
より大きいか、つまり今回の連続検出回数がそれまでに
記憶されていた連続回数より大きいか否かが判断され
る。この判断が肯定の場合はステップＳ１６５に進み、
最大連続検出回数Ｋを今回の連続検出回数Ｊで更新し、
連続受光信号検出時の最後の揺動方向の記憶数字を示す
パラメータｅを今回の揺動方向の記憶番号Ｉで更新す
る。ステップＳ１６６では、揺動方向の記憶数字Ｉをイ
ンクリメントする。

【０１０８】一方、ステップＳ１６１が肯定の場合、つ
まりすべての受光データのチェックが終了したと判断さ
れたならば、ステップＳ１６７に進む。ステップＳ１６
７およびＳ１６８は、前記ステップＳ１６４およびＳ１
６５と同じ処理であるので説明は省略する。

【０１０９】ステップＳ１６９では、最大連続検出回数
が発生した場合の最初の揺動方向記憶番号を算出してパ
ラメータＩとする。ステップＳ１７０では、揺動方向の
最小値ｍｉｎとして反射光受光処理で検出された揺動方
向Ａｓ（ｎ，Ｉ）、つまり最大連続検出回数が発生した
場合の最初の記憶番号に対応して記憶されている揺動方
向のデータをセットする。また、最大値ｍａｘとしてＡ
ｓ（ｎ，ｅ）つまり最大連続検出回数が発生した最後の
記憶番号に対応して記憶されている揺動方向のデータを
セットする。

【０１１０】ステップＳ１７１では、前記最大値ｍａｘ
と最小値ｍｉｎとの平均値を演算して基準点ｎ捕捉揺動
方向Ａｓｃ（ｎ）として記憶する。この基準点ｎ捕捉揺
動方向Ａｓｃ（ｎ）は、基準点ｎが高い確率で検出でき
る揺動方向ということになる。

【０１１１】ステップＳ１７２では、カウンタ値ｎが
“４”か否かによって、すべての基準点に関して基準点
ｎ捕捉揺動方向を決定する処理を終了したか否かを判断
する。ステップＳ１７２が否定の場合は図１３のステッ
プＳ１５６に進む。

【０１１２】次に、上述の基準点ｎ捕捉揺動方向（基準
点捕捉揺動方向）に従って基準点の座標を決定するため
の処理を説明する。図１５は基準点の座標を決定するポ
ール位置計測処理のフローチャートである。

【０１１３】同図において、ステップＳ１８０では、前
記ポール捕捉揺動方向決定処理を行う。ステップＳ１８
１では、基準点を識別するためのカウンタｎの値をクリ
アし、ステップＳ１８２で、そのカウンタ値をインクリ
メントする。

【０１１４】ステップＳ１８３では、前記ポール捕捉揺
動方向決定処理で求められた揺動方向Ａｓｃ（ｎ）を基
準点ｎ捕捉揺動方向ＴＧ−ＳＷとしてセットし、前記イ
ニシャルポール識別処理で求められた方位角θ（ｎ）を
基準点ｎ捕捉方位角ＴＧ−ＭＬとしてセットする。

【０１１５】ステップＳ１８４では、揺動方向を前記基
準点ｎ捕捉揺動方向ＴＧ−ＳＷに合わせるための揺動位
置制御を行う。この揺動位置制御は揺動用モータ１５の
回転を検出するエンコーダ３５の値に基づいて行い、こ
のエンコーダ３５の値が基準点ｎ捕捉揺動方向ＴＧ−Ｓ
Ｗと略一致するまで軸２２を回転させる。エンコーダ３
５の値と基準点ｎ捕捉揺動方向が略一致したときにモー
タ１５を停止し、回転中心軸８の傾きを固定する。回転
中心軸８の傾きを固定した結果、光跡によって描かれる
回転走査面は１平面に固定される。

【０１１６】ステップＳ１８５では、回転走査面を固定
した結果、基準点ｎが連続して毎回検出されているか否
かを判断する。この判断が否定の場合はセンサの故障な
どの異常があると判断し、異常を知らせる表示をした
り、警報を発したりして（ステップＳ１８６のセンサフ
ェール処理）当該処理を停止する。

【０１１７】一方、基準点ｎが連続して毎回検出されて
いて、ステップＳ１８５の判断が肯定の場合は、ステッ
プＳ１８７に進む。ステップＳ１８７では、基準点方位
角を前記基準点ｎ捕捉方位角ＴＧ−ＭＬに調整するミラ
ー位置制御処理を行う。このミラー位置制御処理はミラ
ー回転用モータ５の回転を検出するエンコーダ７の値に
基づいて行い、このエンコーダ７の値が基準点ｎ捕捉方
位角ＴＧ−ＭＬと略一致するまでモータ５を回転させ
る。そして、エンコーダ７の値が基準点ｎ捕捉方位角Ｔ
Ｇ−ＭＬと略一致したときにモータ５を停止させる。さ
らに、その停止位置でモータ５が停止状態を維持できる
ように電磁石１６を付勢する。これによって吸着板３４
が電磁石１６に吸着され、モータ５の停止位置つまりミ
ラー４の停止位置が固定される。

【０１１８】ステップＳ１８８では、基準点ｎからの反
射光を３秒以上検出する。もちろんこの時間は３秒に限
らず、ミラー方位が確実に固定されたかどうかを確認で
きる時間であればよい。

【０１１９】ステップＳ１８９では、基準点ｎからの反
射光の検出結果に基づいて自走車１と基準点ｎとの距離
を測定する。これは、発光器から出た光ビームと受光器
で検出された反射光の位相差によって演算する。ステッ
プＳ１９０では、基準点を識別するためのカウンタ値ｎ
が“４”か否か、つまりすべての基準点について自走車
１からの距離を測定し終わったか否かを判断する。ステ
ップＳ１９０が否定の場合は、ステップＳ１８２に戻っ
てカウンタ値ｎをインクリメントし、他の基準点に関し
て同様の処理を行う。ステップＳ１９１では、検出され
た各基準点と自走車１との距離、および前記イニシャル
ポール識別処理によって求められた方位角に基づき、自
走車１を原点とする任意の座標系、例えば自走車１を原
点とし基準点Ａ方向をｘ軸の正方向とする座標系上での
各基準点Ａ〜Ｄの座標［Ｘ（ｎ），Ｙ（ｎ）］を演算す
る。

【０１２０】ステップＳ１９２では、前記座標を基準点
Ｂを原点とする座標系上での座標［ｘ（ｎ），ｙ
（ｎ）］に変換する。

【０１２１】次に、以上の動作を行わせるための制御機
能を説明する。まず、反射光受光処理の機能について説
明する。図２０は反射光受光処理部の要部機能を示すブ
ロック図である。同図に示した反射光受光処理部の機能
は、図８，図１１，図１２のフローチャートに示した反
射光受光処理、イニシャルポール識別処理、ポール選択
処理の内容に対応する。

【０１２２】同図において、外部からの光信号は方位角
検出部３７および揺動方向検出部３８に入力される。方
位角検出部３７はエンコーダ７から入力されるパルス信
号の数を計数するカウンタを持っており、光信号が入力
された時のパルス計数値に基づき、自走車１から見た光
信号入射方位（＝方位角）が検出される。検出された方
位角はブロック別方位角記憶部３９に記憶される。

【０１２３】例えば、最初に検出された方位角は第１検
出ブロックの方位角として記憶領域Ａｍ（０）に格納さ
れる。第２回目に検出された方位角は、これが第１検出
ブロックで先に検出された方位角とほぼ一致していれ
ば、Ａｍ（０）の記憶データは第２回目に検出された方
位角で更新され、一致していなければ第２検出ブロック
の方位角として新たに記憶領域Ａｍ（１）に格納され
る。こうして同一方向から入射した光信号は同一の検出
ブロックのデータＡｍ（ｉ）として記憶される。

【０１２４】ブロック別受光回数記憶部４０には、前記
検出ブロック別に受光回数が記憶される。受光回数判定
部４１は、受光回数が多い検出ブロックを判別し、受光
回数が多い順に４つの検出ブロックを抽出する。そし
て、それらの検出ブロックを代表する方位角を、前記ブ
ロック別方位角記憶部３９から読出して方位角記憶部４
２に格納する。この際、方位角の小さい順に記憶領域Ａ
ｐｓ（１）〜Ａｐｓ（４）に格納する。予測方位角記憶
部４３には、今回検出された方位角に基づいて次回の走
査で検出されるはずの方位つまり予測方位角を記憶す
る。この予測方位角は今回検出の方位角と同値でも良い
し、予定の値を加算した値でも良いことは前に述べたと
おりである。

【０１２５】方位角比較部４４では、予測方位角と今回
の検出方位角とが比較され、双方の角度がほぼ一致した
場合は、一致信号ａを出力する。この一致信号に応答し
て、常時開のスイッチＳＷ１およびＳＷ２が閉成され
て、基準点別データ記憶部４５に各種データが入力され
て記憶される。この各種データは、方位角Ａｐ，揺動方
向Ａｓ，およびセンサ３３の出力を基準とし、その出力
時点からのミラー４の回転回数Ｃｍ、ならびに基準点別
受光回数Ｃｐ（ｎ）である。ここで、値Ａｐ，Ａｓ，Ｃ
ｍは、基準点ｎおよび基準点別受光回数Ｃｐ（ｎ）の関
数として記憶される。

【０１２６】次に、ポール（基準点）位置計測処理部の
機能について説明する。図２１はポール位置計測処理部
の要部機能を示すブロック図である。同図において、連
続受光検出部４６は、反射光受光時の前記ミラー回転数
Ｃｍに基づいて、ミラー４の１回転毎に光信号が連続し
て検出されているかどうかを判断する。そして、最も多
くの光信号を連続受光している場合の、連続期間におけ
る揺動方向のすべての値を、前記基準点別データ記憶部
４５から揺動方向範囲演算部４７に読み出す。揺動方向
範囲演算部４７では、供給された揺動方向データの最大
値および最小値に基づいて揺動方向の範囲が演算され
る。

【０１２７】基準点別捕捉揺動方向演算部４８では、揺
動方向の範囲を示すデータに基づき、この範囲の中点を
算出する。この中点の値Ａｓｃ（ｎ）はミラー方向固定
部４９に供給される。一方、前記方位角記憶部４２から
ミラー固定部４９に方位角θ（ｎ）が供給される。ミラ
ー方向固定部４９では、これらのデータθ（ｎ）とＡｓ
ｃ（ｎ）を目標値としてミラー４の方向、つまり揺動方
向と方位とを調整してこれらの目標値で示される方向に
ミラー４を固定する。

【０１２８】ミラー４が固定されると、距離測定部５０
で自走車１および各基準点間の距離が測定される。距離
の測定は、例えば、発光部５１から発射された光信号の
位相と、受光部５２で検出された光信号の位相との差に
基づいて演算される。基準点位置演算部５３では、測定
された距離と方位角θ（ｎ）とに基づいて基準点の位置
座標［Ｘ（ｎ），Ｙ（ｎ）］が算出される。

【０１２９】次に、回転走査装置つまり回転中心軸８を
中心としてミラー４を回転させる装置の変形例について
説明する。この回転走査装置では、電磁石１６によって
吸着板３４を吸着した後、さらにミラー４の停止位置を
微調節する手段を含むと共に走査装置２全体の小形化を
図るための構成を具備している。

【０１３０】図１６は走査装置２の要部正面断面図、図
１７は同側面断面図であり、図１と同符号は同一または
同等部分を示す。図１６および図１７において、ベース
６４の上部に取付けられているモータ５は、その両端に
軸が出ており、この軸の一端５ａにはミラー４の台座４
ａが固定され、他端５ｂには、モータ５を高速で円滑に
回転させられるようにバランサ６５が取付けられてい
る。ベース６４の上部には、モータ５の軸を中心とする
同一円周上に適当な間隔で複数の突出部６６が配置され
ていて、これらの突出部６６の、モータ５とは反対方向
側には案内溝が形成されている。この案内溝にはリング
状の可動ブラケット６７の内周部が嵌め込まれ、この可
動ブラケット６７は案内溝に案内されてモータ５を中心
として回動できる。

【０１３１】可動ブラケット６７に固定された電磁石１
６の磁極１６ａは、可動ブラケット６７およびベース６
４に設けられた孔を貫通して下方に突出している。電磁
石１６は、磁極１６ａが台座４ａの上部に取付けられて
いる吸着板３４に対して所定の間隙を保持するように位
置調節されて可動ブラケット６７に固定される。

【０１３２】また、ベース６４にはホルダ部材６８が取
付けられ、このホルダ部材６８によって送りねじ装置６
９が把持されている。送りねじ装置６９は、つまみ６９
ａを回動させることによって、スピンドル６９ｂがねじ
送りされて前後に進退するように構成されている。

【０１３３】前記突出部６６の案内溝をガイドとして可
動ブラケット６７をベース６４に対して回動させるた
め、ベース６４と可動ブラケット６７との間に引張コイ
ルばね７０が設けられている。すなわち、コイルばね７
０の一端はベース６４に立設されたロッド７１に引掛け
られ、他端は可動ブラケット６７または電磁石１６に適
宜設けられる孔等に引掛けられる。

【０１３４】一方、可動ブラケット６７には、ロッド７
２が立設されている。このロッド７２はコイルばね７０
の伸縮力の作用で可動ブラケット６７が回動することに
より、スピンドル６９ｂの端面に当接するような位置に
設けられる。可動ブラケット６７はコイルばね７０によ
ってスピンドル６９ｂに押圧されているので、つまみ６
９ａを回動させると、その回動方向に応じてスピンドル
６９ｂが前後に進退し、可動ブラケット６７はモータ５
を中心として微小角度だけ回動する。

【０１３５】また、前記吸着板３４には、その周縁近く
に全周にわたって等間隔で多数のスリットが穿設されて
いる。これらのスリットのうちの１本は吸着板３４の中
心方向に他のスリットより長く延長されている。そし
て、この吸着板３４の周縁部を挟んで１組の光透過型セ
ンサ７３，７４が配置されている。一方のセンサ７３は
前記多数のスリットを検出するために設けられ、他方の
センサ７４は、吸着板３４の中心方向に延長されたスリ
ットを検出するために設けられる。これらのセンサ７
３，７４の出力に基づいてミラー４の回転角度を検出で
きる。

【０１３６】なお、前記ベース６４は、ガラスまたはア
クリル樹脂等の透明材料を素材とする円筒２ａによって
支持され、この円筒２ａは前記ジンバル揺動機構の内側
リング部材１４に取付けられている。さらにベース６４
の上部には円筒２ｂおよびその蓋７５が取付けられる。
円筒２ｂは円筒２ａと異なり、光を透過させる必要がな
いので、その材質は特に限定されない。

【０１３７】以上の構成により、電磁石１６を付勢して
磁極１６ａに吸着板３４を吸着してミラー４の位置を固
定した後、さらに微調整を要する場合には、送りねじ装
置６９によって調整することができる。すなわち、可動
ブラケット６７をモータ５を中心に微小角度変位させる
ことによって、可動ブラケット６７に固定された電磁石
１６に吸着された吸着板３４つまりミラー４の停止位置
を微調節できる。

【０１３８】この送りねじ装置６９によってミラー４の
停止位置を調整することを要するか否かは、例えば受光
信号の有無に従って点灯・消灯するパイロットランプな
どによって識別できるように構成すればよい。

【０１３９】なお、本実施例では送りねじ装置６９は、
手動で動かすような分かり易い構成にしたが、前記パイ
ロットランプに対する指示信号に対応させてステップモ
ータを駆動制御することに自動調整できるようにしても
よいのはもちろんである。

【０１４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、光ビームを水平方向で回転走査させつつ、そ
の光ビームを上下に走査するようにして、観測点から離
れた基準点に立設された光反射手段に対し、光ビームが
確実にこれを横切るように光ビームの投射方向を設定す
る場合においても、作業に先立っての光反射手段（基準
点）の位置情報を精度よく、かつ簡単に測定することが
できる。その結果、当該位置検知装置の設置場所が平坦
でなくとも基準点となる光反射手段を観測点の周辺に適
当に配置するだけで、その位置をあらかじめ正確に測量
したり、その結果を制御装置に手作業で入力したりする
手間が省ける。

【図面の簡単な説明】

【図１】 光ビーム走査装置の要部断面図である。

【図２】 自走車の走行状態を示す斜視図である。

【図３】 光ビームの光跡を示す斜視図である。

【図４】 光跡と光反射器との関係を示す図である。

【図５】 自走車位置算出の原理説明図である。

【図６】 自走車進行方向算出の原理説明図である。

【図７】 自走車の走行コースと反射器の配置状態を
示す図である。

【図８】 反射光受光処理のフローチャートである。

【図９】 自走車の操向制御を示すフローチャートで
ある。

【図１０】 自走車の操向制御を示すフローチャートで
ある。

【図１１】 イニシャルポール識別処理のフローチャー
トである。

【図１２】 ポール選択処理のフローチャートである。

【図１３】 ポール捕捉揺動方向決定処理のフローチャ
ートである。

【図１４】 ポール捕捉揺動方向決定処理のフローチャ
ートである。

【図１５】 ポール位置計測処理のフローチャートであ
る。

【図１６】 光ビーム走査装置の要部正面断面図であ
る。

【図１７】 光ビーム走査装置の要部側面断面図であ
る。

【図１８】 検出ブロック別の方位角と受光回数とを示
す図である。

【図１９】 基準点を検出したときのミラー回転回数と
揺動方向のデータを示す図である。

【図２０】 反射光受光処理の要部機能を示すブロック
図である。

【図２１】 基準点検出処理の要部機能を示すブロック
図である。

【図２２】 従来技術による光ビームの光跡および反射
器の関係を示す図である。

【符号の説明】

１…自走車、 ２…光ビーム走査装置、 ４…回転ミラ
ー、 ５…ミラー駆動モータ、 ６，６ａ〜６ｄ…光反
射器、 ７…エンコーダ、 ８…回転中心軸、９，１０
…ブラケット、 １１…外側リング部材、 １４…内側
リング部材、１５…揺動用モータ、 １６…電磁石、
１９…連結金具、 ２３…大円盤、２４…小円盤、 ２
６，３１…連結ボルト、 ３３…揺動基準検出用セン
サ、３４…吸着板、 ３５…エンコーダ、 ３６…走行
コース、 ３７…方位角検出部、３８…揺動方向検出
部、 ３９…ブロック別方位角記憶部、 ４０…ブロッ
ク別受光回数記憶部、 ４１…受光回数判定部、 ４２
…方位角記憶部、 ４３…予測方位角記憶部、 ４４…
方位角比較部、 ４５…基準点別データ記憶部、４６…
連続受光検出部、 ４７…揺動方向範囲演算部、 ４８
…基準点別捕捉揺動方向演算部、 ４９…ミラー方向固
定部、 ５０…距離測定部、 ５１…発光部、５２…受
光部、 ６４…ベース、 ６７…可動ブラケット、 ６
９…送りねじ装置、 ７０…引張コイルばね、 ７３，
７４…光透過型センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 健二 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式 会社 本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平１−287415（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−67476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−242313（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−253417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−70111（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−316808（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−103413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−151509（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01C 15/00 - 15/14 G01B 11/00 - 11/30 102 G01S 5/16 G01S 17/00 - 17/88

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビーム発生手段と、この光ビーム発生
   手段から離れた位置に設置された光反射手段で反射され
   た前記光ビームを受光する受光手段を観測点に配置し、
   前記受光手段で受光された受光信号に基づいて前記光反
   射手段に対する観測点の位置を検出する位置検出装置に
   おいて、前記光ビーム発生手段で発生した光ビームを上
   下方向に揺動させながら円周方向に回転走査する走査手
   段と、前記受光手段によって光信号が受光されたときの
   入射光の方位角を検出する手段と、検出された方位角の
   うちほぼ同一の方位角は１つの方位角データとして記憶
   する手段と、前記方位角データが、あらかじめ設置され
   ている前記光反射手段の数と同数になったことを認識す
   る基準点認識手段と、前記方位角データが前記光反射手
   段と同数になったことを認識した後、前記方位角データ
   の１つで示される方向からの受光信号を検出したときに
   光ビームの回動走査を停止させてその方向に光ビームの
   投射方向を固定する手段と、前記光ビームの投射方向を
   固定した状態で、この光ビームの反射光を受光し、その
   受光信号に基づいて観測点と光反射手段との距離を測定
   する手段と、前記距離の測定終了を条件として光ビーム
   の投射方向の固定を解除する手段と、前記光反射手段の
   数だけ前記距離測定を繰返して測定された距離およびこ
   のときの方位角データに基づき、前記光反射手段に対す
   る観測点の位置を算出する手段とを具備したことを特徴
   とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記光ビーム発生手段と受光手段とを取
   付ける共通のテーブルを具備し、このテーブルを前記光
   ビームの回転走査手段の回転中心軸が円錐状軌跡を描く
   ように揺動させ、かつこの単位揺動サイクル中に前記光
   ビームの回転走査が複数回行われるようにして、前記光
   ビームの上下方向の揺動を行わせるように構成したこと
   を特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
3. 【請求項３】 受光手段で検出された入射光に対するテ
   ーブルの揺動角度と方位角とを検出する手段を具備し、
   前記揺動角度でテーブルの揺動を停止させ、この停止状
   態で回転走査を行い、この回転走査状態で前記検出した
   方位角で再び光信号を検出したときに回転走査を停止さ
   せて光ビーム投射方向を固定し、前記距離測定動作を行
   うように構成したことを特徴とする請求項２記載の位置
   検出装置。
4. 【請求項４】 前記光ビームの投射方向を固定する手段
   が、光ビームの回転走査手段と共に回動する磁性体の円
   盤と、この円盤を吸着する電磁石とを含むことを特徴と
   する請求項１〜３のいずれかに記載の位置検出装置。
5. 【請求項５】 前記円盤を吸着した状態で、前記回転走
   査手段を中心として前記電磁石を微小角度変位させる手
   段を具備したことを特徴とする請求項４記載の位置検出
   装置。