JP2947427B2 - 移動体の位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体等の位置検出装
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、移
動体の位置検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記自走車のような移動体の現在
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、前記移動体から見た前記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】上記の装置においては、移動体つまり自走
車が傾斜した状態のまま走行したり、走行中に揺れたり
することによって、自走車から発せられた光ビームを光
反射手段に照射できない、つまり光反射手段から光が戻
ってこない場合がある。また、予定の光反射手段以外の
物体からの光を受光手段で受光してしまうような場合も
あった。光反射手段からの光を検出できなかったり、誤
って他からの光を予定の光反射手段からの反射光として
検出してしまうと、自走車の位置を算出できずに、予定
されたコースに沿って自走車を走らせられなくなる場合
がある。

【０００５】これに対し、本出願人は、次のような制御
装置を提案した（特開平２−１０９１０７号公報）。こ
の装置では、自走車の進行方向を基準とした各光反射手
段の方位角について、それぞれ今回および前回の走査に
よってすでに検出された方位角データに基づいてその次
の走査で同じ光反射手段が検出されるはずの方位角を予
測する。そして、この方位角で示される予測方位から入
射する光を予定の反射手段からの正常な反射光であると
判断する。そして、もし予測方位から光が入射されない
ことが繰返された場合には自走車を停止させるようにし
ている。

【０００６】また、本出願人は、予測方位から光が入射
されない場合、応急的な処置として、光反射手段が少な
くとも前記予測方位の近辺に存在するはずであるという
判断のもとに、この予測方位データを実際の方位角の代
わりに使用して自走車の位置検知を行うようにした制御
装置も提案した（特願平２−１２４２４号）。

【０００７】この制御装置では、光反射手段を一時的に
見失っただけでは、自走車を停止させない。このように
自走車を停止させないで、予測方位を実際の光反射手段
が存在する方位であるとみなし、この予測方位データを
使用して自走車の位置を検知するようにしても、予測方
位と実際の方位との誤差は小さいので実用上の支障はな
い。しかし、自走車が走行する路面の状態によっては、
光反射手段を頻繁に見失ったり、見失いが長時間にわた
ることがあり、このような場合にはまた新たな対応が必
要になる。

【０００８】これに対して、上記のような光反射手段を
見失った後の対応ではなく、見失う前すなわち光ビーム
を光反射手段に確実に照射することを目的とした装置が
ある。その一例として、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１８はこのような従来の装置による走査
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。また、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。ガルバノミラー方
式では、自走車が路面の傾斜地部分を走行したり揺れた
りしても、自走車から投射する光ビームがなるべく高い
確率で光反射手段に照射できるように上下方向にも所定
の振幅で揺動走査するのであるが、自走車と光反射手段
との距離が離れるに従って光反射手段位置での光跡の振
れ幅が大きくなると共に波長が長くなるため、例えば図
１８（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、ポリゴンミラー方式においても、自
走車と光反射手段との距離が離れるに従って光反射手段
位置での上下方向の光跡の間隔が広くなるため、例えば
図１８（ｂ）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。

【００１２】光跡の波長もしくは間隔を小さくして光ビ
ームの光跡と光反射手段６とが交差しやすくなるために
は、上下方向の揺動の駆動速度を大きくするか、もしく
は水平方向の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
ーの上下方向の駆動速度を大きくするのは機械構造的な
制約があって大変難しい。また、水平方向の回転走査速
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、自走車等のよ
うな移動体の位置検出用として使用する場合、検出精度
の低下が著しく現れる。

【００１４】さらに、上記各方式では、ガルバノミラー
やポリゴンミラーの反射面の部分が光ビーム発生手段に
対してあるいは受光手段に対して相対的に揺動する構成
になる。したがって、少なくともこの揺動による光軸の
偏位の分以上に反射鏡の反射面を大型にする必要があ
り、また更にその分だけ光ビームの光束が膨らんで光ビ
ームの強度が低下するという問題があった。

【００１５】本発明は、上記従来技術の問題点に対し
て、移動体からの光ビームの投射および各光反射手段か
らの反射光の受光の構成を工夫することによって、各光
反射手段に高確率で照射できるように、さらには投射お
よび受光システムの構成の簡素化を図った移動体の位置
検出装置を提供することにある。

【００１６】

【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、移動体に搭載された
光ビーム発生手段で発生された光ビームを円周方向に走
査する回転走査手段と、この回転走査手段の回転中心軸
を略円錐形状の軌跡を描くように揺動させる揺動手段
と、この揺動手段で前記回転走査手段と一体的に揺動さ
れるように配設された前記光ビームの発生手段および受
光手段とを具備し、移動体から投光され、この移動体か
ら離れた位置に設けられた光反射手段で反射された前記
光ビームを受光し、前記光反射手段の位置情報に基づい
て自走車の位置を検出するように構成した点に第１の特
徴がある。また、本発明は、前記回転走査手段が、前記
光ビーム発生手段からの光ビームを方向変換する反射鏡
と、前記光ビーム発生手段から前記反射鏡に到達するま
での光ビームの光軸を中心として前記反射鏡を回転させ
る回転駆動用モータと、前記揺動手段によって揺動され
る揺動体とからなり、この揺動体に前記回転走査手段お
よび光発生手段ならびに受光手段を取付け、この揺動体
を揺動させることによって反射鏡の回転軸が円錐状の回
動軌跡を描くように構成した点に第２の特徴がある。

【００１７】

【作用】上記の特徴を有する本発明では、光ビームを上
下方向に揺動させながら回転方向への走査が行われる。
このとき、光ビーム発生手段と受光手段は光ビーム回転
走査手段と一体的に揺動駆動されるためそれぞれの相対
位置は変化しない。したがって、光ビームが上下方向に
揺動走査されるにもかかわらず、従来のように、反射鏡
の反射面に照射される光発生手段からの光ビームあるい
は光反射手段からの反射光の光軸に偏位が生じることが
ない。

【００１８】また、前記光ビームの揺動１サイクル中に
複数回の回転走査を行うようにすれば、移動体を中心と
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、揺動１サイク
ル中に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、揺動１サイクル中に光跡が高い確率
で光反射手段を横切ることにより、それだけ光反射手段
で反射される光ビームを受光する確率が高くなる。

【００１９】

【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。光反射器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〜
６ｄ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。発光器および受光器はケーシング３に収
容されている。発光器および受光器の詳細は図１７に関
して詳述する。

【００２０】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を中心として矢印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。

【００２１】走査装置２は、光ビーム２Ｅの光跡で描か
れる回転走査面を上下方向に連続変化（揺動走査）させ
るための揺動機構を有している。この揺動機構はブラケ
ット９，１０に対して上下方向に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、前記ブラケット９，１０と外側リング部材
１１との軸支部分とを結ぶ仮想線に対して直交する位置
で外側リング部材１１に対して上下方向に揺動自在に軸
支された内側リング部材１４とによって構成される。

【００２２】外側リング部材１１は軸１２およびこの軸
１２と対向する位置に設けられる図示しない軸によって
ブラケット９および１０に支持される。内側リング部材
１４は軸１３および対向する位置に設けられた軸２０に
より、外側リング部材１１に対して揺動自在に支持され
ている。そして、外側リング部材１１と内側リング部材
１４との揺動中心軸は互いに直交するように設けられて
いる。

【００２３】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たけ傾斜
するように取付けられており、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の円錐状の
回動によって光ビーム２Ｅの回転走査による走査面の投
射角度が連続的に変化する。すなわち、光ビーム２Ｅが
上下方向にも連続的に揺動走査されるのである。

【００２４】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。

【００２５】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
置が固定されるようにしている。

【００２６】内側リング部材１４の下方には、ケーシン
グ３が取付けられている。このケーシング３の取付手段
は図示していないが、ボルト締めなど、周知の締結手段
を適宜使用すればよい。

【００２７】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２４
ａが突設されている。偏心軸２３ａおよび偏心軸２４ａ
の偏心方向は互いに９０度ずらしてある。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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の上下方向の揺動運動に変換される。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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ギャップ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ギャップの検出信
号に基づいて揺動の基準位置が検出できる。

【００３５】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（揺
動方向）を検出できる。回転中心軸８の揺動方向を検出
する手段としては、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
準位置検出用のギャップとは別に薄円盤２４ｂの回転量
検出用のギャップを穿設し、２つのセンサによってこれ
ら２種類のギャップ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
転基準位置との双方を取出すように構成してもよい。

【００３６】回転中心軸８の揺動軌跡は円錐であるが、
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。

【００３７】本実施例ではこの揺動軌跡がほぼ円錐とな
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２３ａおよび２４ａの偏心量を設定している。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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
チでの回動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。

【００４１】次に、発光器および受光器の詳細を説明す
る。図１７はケーシング３内における発光器および受光
器の配置を示す断面図である。同図において、内側リン
グ部材１４にケーシング３が固定されている。ケーシン
グ本体３ａの底面には発光器６４が取付けられ、側面に
は受光器６５が取付けられている。発光器６４は例えば
発光ダイオードであり、受光器６５はフォトダイオード
である。ケーシング本体３ａの上部にはレンズ群６６が
嵌挿されていて、発光器６４から出た光を所定のビーム
径を有する平行光線（光ビーム２Ｅ）にすると同時に、
入射した反射光２Ｒを反射プリズム６７に集光して受光
器６５に導くように構成されている。

【００４２】発光器６４および受光器６５は、基盤６８
に実装されたインタフェース回路を介して図示しない制
御部に接続されている。なお、受光器６５の前面には発
光器６４で発生した光の反射光のみを通過させるバンド
パスフィルタ１００が設けられており、反射器６によっ
て反射されて戻ってきた光のみが受光器６５で受光され
る。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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
器へ照射されやすくなるかを図面を参照して説明する。
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に対して十分に長い場合は、３０本の光跡がすべて
この反射器６を横切る。これに対して、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
にするため光跡の本数は実際よりも少なく記載してあ
る。

【００４６】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知するための基
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。

【００４７】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おり、特開平１−２
８７４１５号および特開平１−３１６８０８号公報に詳
細が示されている。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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、長方形の各頂点に位
置す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
意に設定することができる。

【００５２】続いて、フローチャートを参照して制御手
順を説明する。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。

【００５３】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。

【００５４】ステップＳ１０１では、ミラー４が回転し
た角度の大きさに基づいて検出信号がチャタリングによ
るものか否かの判断がなされる。つまり、前回の処理か
らミラー４が微小角度しか回転しないうちに複数の光信
号が検出された場合は、チャタリングと判断し、後から
検出された光信号は無視する。検出された光信号がチャ
タリングによるものでなければ、ステップＳ１０２に進
む。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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Ａ
ｍ（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。

【００５８】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。

【００５９】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予測変化量
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。

【００６０】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が肯定になるまで、つまり基
準点Ａ〜Ｄのすべての予測方位角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。

【００６１】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、ステップ
Ｓ１１１では、その基準点の検出方位角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。ミラ
ー４の回転カウンタ値は、揺動方向がセンサ３３の出力
信号に基づく予定の方向にある時を基準として、そこか
らミラー４が何回転したかを示す値である。

【００６２】なお、ステップＳ１０３で、検出ブロック
ｉでの反射光の受光回数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
Ｓ１０４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。

【００６３】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にて、インクリメント
された検出ブロック番号（ｉ）について初めての受光か
否かの判断がなされる。

【００６４】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。

【００６５】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。図９において、ステップＳ
１ではモータ５および１５を起動してミラー４を回転さ
せると共に、その回転中心軸８を円錐状の軌跡を描くよ
うに回動させる。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。

【００６６】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。このイニシャルポール識別処
理では、反射光受光処理で得られた各検出ブロックのデ
ータに基づき、受光回数が予定のしきい値より多い検出
ブロックを、その受光回数の多い順に４つ、つまり設置
されている反射器の数だけ選択する。そして、選択した
検出ブロックの方位角Ａｍ（ｉ）を基準点Ａ〜Ｄの方位
角として決定する。

【００６７】ステップＳ３では、自走車１から基準点Ａ
〜Ｄまでの各距離およびステップＳ２の処理で決定され
た方位角に基づい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。自走車１から基準点Ａ〜Ｄまでの各距離は、発
光器から出た光ビームと受光器で受光した反射光の受光
信号の位相差に基づいて測定する。

【００６８】なお、このポール位置計測処理では、前記
反射光受光処理のステップＳ１１１で記憶された基準点
別のデータを使用して反射器６ａ〜６ｄに光ビームを確
実に当てることができる揺動方向および方位角の設定を
自動的に行って各距離を測定するように構成されている
が、ステップＳ２およびＳ３の処理は本発明に直接関係
ないのでフローチャートの図示は省略する。

【００６９】ステップＳ４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。

【００７０】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。但し、ここでセットされるｘ座標の値は自走
車１が走行作業開始位置にあると仮定した場合の値であ
る。

【００７１】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。

【００７２】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。この処理の詳細は図１１に関して後
述する。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。こ
の処理の詳細は、図１２に関して後述する。ステップＳ
１２では、自走車１の操舵角を予定値に固定して一定の
旋回半径で右方向に旋回する旋回行程で自走車１を走行
させるＵターン処理を行う。この処理の詳細は、図１４
に関して後述する。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（図１４の処理で計数される）
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。

【００７３】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
進処理と同様であり、詳細の説明は省略する。ステップ
Ｓ１５では、自走車１のｙ座標Ｙｐが予定のｙ座標Ｙｔ
ｎ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Ｘ
ｅｎｄ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。この処理は後述する解除角のセット値
が異なるのみで、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。この処理もステップＳ１２と同様であるので説明は
省略するステップ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。

【００７４】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
セットと同様に処理されるので詳細は省略する。

【００７５】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ので説明は省
略する。

【００７６】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。

【００７７】続いて、前記ステップＳ８の往路直進処理
の詳細を説明する。図１１は往路直進処理のフローチャ
ートである。同図において、ステップＳ２００では、反
射光受光処理を行う。ステップＳ２０１では、揺動方向
が“０°”か否かによって、回転中心軸８が円錐を描く
揺動を１サイクル終えたかを判断する。この揺動の１サ
イクルを終了するまで反射光の受光処理を行い、ステッ
プＳ２０２で、この反射光受光処理によって得られたデ
ータを読込む。ステップＳ２０３では、反射光受光処理
によって得られた方位角Ａｍ（ｉ）の中から予測方位角
θｑに最も近いものを抽出し、各基準点の方位角Ａｃ
（ｎ）に格納する。ステップＳ２０４では、カウンタ値
ｎをクリアし、ステップＳ２０５ではその値をインクリ
メントする。ステップＳ２０６では、基準点ｎの方位角
θ（ｎ）および予測方位角θｑ（ｎ）に前記Ａｃ（ｎ）
をセットする。

【００７８】すべての基準点Ａ〜Ｄについて方位角θ
（ｎ）と予測方位角θｑ（ｎ）との更新が終了したとい
うことがステップＳ２０７で判断されたならば、ステッ
プＳ２０８に進み、反射光受光処理によって得られたデ
ータをクリアしてステップＳ２０９に進む。

【００７９】ステップＳ２０９では、以上のようにして
測定した各基準点Ａ〜Ｄについての方位角θ（ｎ）とそ
の位置情報とに基づいて、図５，図６ですでに説明した
ようにして自走車１の位置（Ｘｐ，Ｙｐ）および進行方
向θｆを算出する。ステップＳ２１０では、設定された
走行コース（直進行程）に対するｘ座標Ｘｒｅｆと自走
車１のｘ座標Ｘｐとのずれ量ΔＸ、および進行方向θｆ
が直進状態からずれている角度Δθを算出する。ステッ
プＳ２１１では、前記ずれ量ΔＸおよびずれ角度Δθを
修正するように操向制御を行う。

【００８０】続いて、前記ステップＳ１１の右ターン解
除角セットについて説明する。前記往路直進処理によっ
て自走車１がｙ座標Ｙｔｆに達した時点で次の直進行程
に移行するため旋回を開始する。そして、予定の位置ま
で旋回した後、再び直進を開始する必要がある。この旋
回終了位置は自走車１から見た各基準点Ａ〜Ｄの方位角
が予定のターン解除角になった位置とする。本実施例で
は、少なくとも１つの基準点に関する方位角が、決定さ
れたターン解除角付近に達したことが２回検出された位
置を旋回終了位置であると判断することにしている。

【００８１】図１２は、往路直進処理後のターン解除角
を算出してセットする右ターン解除角セット処理のフロ
ーチャートである。同図において、ステップＳ２２０で
は、旋回行程の走行を終了する位置の座標（ｘ，ｙ）と
してそれぞれＸｒｅｆ，Ｙｔｆをセットする。ステップ
Ｓ２２１では、カウンタ値ｎをクリアし、ステップＳ２
２２では、このカウンタ値ｎをインクリメントする。

【００８２】ステップＳ２２３では、旋回行程の走行を
終了する位置（ｘ，ｙ）において、進行方向の角度θｆ
がｘ軸を基準にして２７０°となった時（図１３参照）
の基準点ｎの方位角θｔ（ｎ）を算出し、ターン解除角
とする。このターン解除角θｔ（ｎ）には旋回に移行す
るのが遅れないように少し早めに操舵角の固定を解除す
るためのオフセット量を付加する。

【００８３】ステップＳ２２４では、基準点Ａ〜Ｄのす
べてに関してターン解除角がセットされたか否かをカウ
ンタ値ｎが“４”になったか否かで判断する。この判断
が肯定ならばステップＳ２２５に進む。ステップＳ２２
５では、解除カウンタの値をクリアする。この解除カウ
ンタは方位角がターン解除角に達した基準点の数を計数
するもので、この解除カウンタの値によって旋回を終了
するか否かの判定（図１０のステップＳ１３）を行う。
ステップＳ２２６では、自走車１の操舵角を予定の右タ
ーン用操舵角に固定する。

【００８４】次に、前記ステップＳ１２の旋回行程走行
中の処理（Ｕターン処理）について説明する。図１４は
Ｕターン処理のフローチャートである。同図において、
ステップＳ２３０では、図８に関して詳述した反射光受
光処理を行う。ステップＳ２３１では、揺動方向が“０
°”か否かを判断する。この判断が肯定の場合は、ステ
ップＳ２３２で方位角更新処理を行う。方位角更新処理
は図１１のステップＳ２０２〜２０８と同様の処理であ
り、予測方位角θｑ（ｎ）および方位角θ（ｎ）の更新
を行う。

【００８５】なお、この方位角更新処理は、回転中心軸
８の揺動が１サイクル終了した時点のみで行われるので
方位角が単位時間で大きく変化する旋回行程では検出精
度が低下して旋回の解除も大きく遅れる場合がある。し
たがって、本実施例では、揺動方向が９０°、１８０
°、ならびに２７０°の時点（ステップＳ２３３が肯定
となった場合）においても方位角を更新するようにして
いる。ステップＳ２３４の方位角更新サブ処理では、ス
テップＳ２３２の方位角更新処理とほぼ同じであるが、
予測方位角θｑ（ｎ）の更新は行わない点と、反射光受
光処理のデータはリセットしない点が異なる。

【００８６】ステップＳ２３５では、基準点識別カウン
タｎの値をクリアし、ステップＳ２３６では、その値を
インクリメントする。ステップＳ２３７では、検出方位
角θ（ｎ）が前記右ターン解除角θｔ（ｎ）とほぼ一致
したか否かが判断される。この判断が肯定の場合はステ
ップＳ２３８に進んで解除カウンタの値をインクリメン
トする。

【００８７】ステップＳ２３９では基準点識別カウンタ
ｎの値が“４”か否かを判断する。これによって、４つ
の基準点のすべてに関してその方位角θ（ｎ）が右ター
ン解除角θｔ（ｎ）と一致しているか否かの判定を終了
したか否かの判断を行う。

【００８８】４つの基準点のすべてに関して判断を終了
すると、図１０のステップＳ１３，Ｓ２０，Ｓ２３で解
除カウンタの判別が行われる。そして、その値が“１”
以上であると、それぞれ復路直進処理、往路直進処理、
ホーム直進処理に進む。

【００８９】図１０のステップＳ２１における最終ター
ン解除角のセットは、自走車１の座標が（Ｘｅｎｄ，Ｙ
ｔｎ）にあって、自走車１の進行方向が、ｘ軸を基準と
して１８０°にある場合、つまりホームポジション６３
側に向いている場合のターン解除角がセットされる。こ
の処理はターン解除角をセットするときの位置とそのセ
ットデータ値が異なることを除いては前記右ターン解除
角セットと実質上同一である。

【００９０】また、最終ターン解除角に基づいて最終の
旋回行程の走行を終えた後、ホームポジション６３に戻
るまでの直進行程の走行、つまりホーム直進処理は図１
１の往路直進処理と走行コースからのずれ量計算のとき
のコース設定値が違うたけであとは同様であるので、説
明は省略する。

【００９１】次に、発光器から出た光ビームを回転走査
方向へ屈折反射させ、方向変換して走査装置２から投射
する場合の光軸の偏位の大きさとこの偏位を補うために
必要なミラー４の大きさについて説明する。図１５は、
本実施例のようにミラー４の回転中心軸８が円錐軌跡を
描かせて揺動する場合の、光ビームとミラー４との関係
を示す原理図である。同図において、図１および図１７
と同符号は同一または同等部分を示す。

【００９２】ミラー４の回転中心軸８は回転中心軸上の
点Ｏを頂点とし、頂角が２φとなるような円錐軌跡を描
いて揺動している。光源つまり発光器６４で発生した光
ビームを９０°方向変換して外部に放出するため、回転
中心軸８に対するミラー４の傾斜角度は４５°に設定し
てある。回転中心軸８が揺動した場合のミラー４の水平
からの最大角度は符号γで示し、最小角度は符号δで示
す。発光器６４および受光器６５を収容したケーシング
３は前記内側リング部材１４に取付けてあるので、発光
器６４とミラー４との位置関係すなわち光軸とミラー４
との相対位置は変化しない。したがって、回転中心軸８
が点Ｏを中心として揺動し、ミラー４が最大角度γおよ
び最小角度δの範囲で変化した場合、ミラーの長さＭは
揺動角度（γ〜δ）には無関係に次式で算出される。発
光器６４から発せられた光ビームのビーム径は２ｒであ
る。 Ｍ＝２ｒ÷ｃｏｓ４５°……（２） これに対して、発光器６４および受光器６５を収容する
ケーシング３を前記内側リング部材１４に取付けず、例
えば自走車１の上面に固定した場合のミラー４の寸法は
次のようになる。図１６は、発光器６４を固定した場合
の光ビームとミラー４との関係を示す原理図であり、図
１５と同符号は同一または同等部分を示す。同図におい
て、ミラー４が最大角度γの位置にまで傾斜した場合、
ミラー４の位置は光ビームの光軸に対して左方向にずれ
る。一方、ミラー４が最小角度δの位置まで傾斜した場
合は、ミラー４の位置は光ビームの光軸に対して右方向
にずれる。したがって、この両方の場合においてビーム
径２ｒの光ビームを受けることができるミラー４の長さ
は長さＭ１と長さＭ２とを加算した長さである。

【００９３】また、ミラー４の幅は、ミラー４が最大角
度γの位置にまで傾斜した状態で、回転中心軸８を中心
として図示の状態から９０°回転した場合に光ビームを
受けることのできる寸法である。このミラー４の幅は符
号Ｍ３で示す寸法の２倍である。

【００９４】長さＭ１〜Ｍ３は以下の式を用いて算出で
きる。同式において、揺動中心Ｏからミラー４までの距
離は符号ｄ、回転中心軸８とミラー４との交点の振幅は
符号Ｘで示す。 Ｍ１＝（Ｘ＋ｒ）÷ｃｏｓγ ＝（ｄ・ｓｉｎφ＋ｒ）÷ｃｏｓ（４５°＋φ）……（３） Ｍ２＝（Ｘ＋ｒ）÷ｃｏｓδ ＝（ｄ・ｓｉｎφ＋ｒ）÷ｃｏｓ（４５°−φ）……（４） Ｍ３＝（Ｘ＋ｒ）÷ｃｏｓφ ＝（ｄ・ｓｉｎφ＋ｒ）÷ｃｏｓφ………（５） 図１９を参照して、上記の算出式（２）〜（５）によっ
て算出されたミラー４の面積を、図１５および図１６の
ように構成したそれぞれの場合で比較する。図１９で示
されるように、発光器をミラー４と一体的に揺動した場
合に必要なミラー４の面積（矩形Ｚ１）は、発光器を固
定した場合に必要なミラー４の面積（矩形Ｚ２）に比べ
て大幅に削減できる。

【００９５】

【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、光ビーム発生手段と受光手段は光ビーム回転
走査手段と一体的に揺動駆動されるため、それぞれの相
対位置は変化しない。

【００９６】このために、光ビームが上下方向に揺動走
査されるにもかかわらず、反射鏡の反射面に照射される
光発生手段からの光ビームあるいは光反射手段からの反
射光の光軸に偏位が生じない。したがって、走査装置の
高速回転部分を小形化することができる。

【００９７】さらにこのことは、反射鏡を駆動するモー
タ等を含む走査装置全体を小形化することにつながり、
また高速回転のバランスを良好にするための重量配分補
正も容易なものとすることができる。

【００９８】また、前記光ビームの揺動の１サイクル中
に複数回の回転走査を行うように構成することにより、
揺動１サイクル中に光跡が高い確率で光反射手段を横切
ることになる。その結果、光ビームの回転走査速度を低
下させることなく光跡の密度を高めて光反射手段に光ビ
ームを照射できるようになる。したがって、光反射手段
からの反射光を受光する確率も格段に向上して、ひいて
は移動体の誘導精度も格段に向上する。

【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】 自走車の往路直進処理のフローチャートで
ある。

【図１２】 右ターン解除角セットのフローチャートで
ある。

【図１３】 右ターン解除角算出の原理を示す図であ
る。

【図１４】 Ｕターン処理のフローチャートである。

【図１５】 光ビームとミラーとの関係を示す原理図で
ある。

【図１６】 光ビームとミラーとの関係を示す原理図で
ある。

【図１７】 発光器および受光器の配置を示す断面図で
ある。

【図１８】 従来技術による光ビームの光跡と反射器と
の関係を示す図である。

【図１９】 光ビームとミラーとの相対位置の違いによ
るミラーの面積比を示す図である。

【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、 ６４…発光器、６５…受光器

───────────────────────────────────────────────────── 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４−315085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−269610（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−211215（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−237505（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−276308（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−85310（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 1/02 G01C 15/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に搭載された光ビーム発生手段
   と、前記移動体を中心として光ビームを円周方向に回転
   走査する光ビーム回転走査手段と、前記移動体に搭載さ
   れた受光手段とを備え、前記移動体から離れた位置に設
   置され入射方向へ光を反射する光反射手段で反射された
   前記光ビームを前記受光手段で受光し、その受光によっ
   て検出される前記光反射手段の位置情報に基づいて前記
   移動体の位置を検出する移動体の位置検出装置におい
   て、前記光ビーム回転走査手段の回転中心軸を略円錐形
   状の軌跡を描くように揺動させる揺動手段を具備し、前
   記光ビームの発生手段および受光手段は前記揺動手段に
   よって前記光ビーム回転走査手段と一体的に揺動するよ
   うに構成することにより、前記光ビームが上下方向にも
   揺動されるように構成したことを特徴とする移動体の位
   置検出装置。
2. 【請求項２】 前記光ビーム回転走査手段は、前記光ビ
   ーム発生手段からの光ビームを方向変換させる反射鏡
   と、前記光ビーム発生手段から前記反射鏡に到達するま
   での光ビームの光軸を中心にして前記反射鏡を回転させ
   る回転駆動用モータと、前記揺動手段によって揺動され
   る揺動体とを具備し、光ビーム回転走査手段と前記光ビ
   ーム発生手段と前記受光手段とを前記揺動体に取付け、
   この揺動体を前記反射鏡の回転軸が円錐状の回動軌跡を
   描いて揺動駆動するように構成したことを特徴とする請
   求項１記載の移動体の位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記光反射手段で反射された光ビームを
   前記反射鏡で方向変換させて前記受光手段で検出するよ
   うに構成したことを特徴とする請求項２記載の移動体の
   位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記揺動体の一方の側に前記光ビーム発
   生手段と前記受光手段とを設けると共に、他方の側に前
   記光ビーム回転走査手段を設けたことを特徴とする請求
   項３記載の移動体の位置検出装置。
5. 【請求項５】 上下方向の揺動１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構成したことを
   特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の移動体の位
   置検出装置。