JP2968612B2 - 移動体の位置検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体の位置検知装置
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、上記のような移動体の現在位置を
検知する装置として、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場合がある。そうすると、光反射
手段で反射されるべき前記光ビームの反射光が受光手段
で検出されない。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の反射光と
して検出してしまうと、自走車の位置を正確に算出でき
ず、予定されたコース上に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、今回および前回の走査によってすでに検出
された自走車の進行方向を基準とした各光反射手段の方
位角データに基づき、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、もしも
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、前記予測方位で光が検
出されない場合の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、光反射手段の見失いが
一時的な場合は、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。こ
のような処理を行っても、光反射手段の見失いが一時的
であれば、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
た新たな対応手段が必要になる。

【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、光反射手段を見失う前の
対応策も考えられている。例えば、光ビームを光反射手
段に確実に照射できるようにすることを目的として、発
生した光ビームをガルバノミラーやポリゴンミラーを利
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）。このように光ビームを上
下方向にも走査することによって、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
る光ビームが光反射手段に照射できる確率が高くなる。

【０００９】図１７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
利用して所定の振れ幅で光ビームを上下方向にも揺動走
査する上記の方式では、自走車と光反射手段との距離が
大きくなるに従って光反射手段位置での光跡の振れ幅が
大きくなるとともに波長も長くなる。そのために、例え
ば図１７（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
従って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１７（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に光ビームの光跡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、自走車等のような移動体の位
置検知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
て、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、位置検
出精度を高めることができる移動体の位置検知装置を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の問題点に対処し、
位置検出精度を高めるという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から投射
された光ビームを、前記移動体を中心として略水平面内
で回転走査する手段と、この光ビームを前記回転走査が
複数回行われる間に上下方向に１回揺動させる揺動走査
手段と、前記揺動の単位揺動サイクルにおいて受光した
光信号の方位角を記憶する手段と、移動体から離れた位
置に設けられた光反射手段からの前記光ビームの反射光
が次回の揺動走査で検出されるはずの方位角を、現在ま
でに検出された方位角に基づいて予測する予測方位角決
定手段と、前記記憶された各方位角と前記予測方位角と
を照合して実際の受光方位角を前記単位揺動サイクル毎
に判別する手段とを具備し、判別の結果得られたデータ
に基づいて移動体の位置を検知するように構成した点に
特徴がある。

【００１６】

【作用】上記の特徴を有する本発明では、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が行われる。
したがって、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。

【００１７】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、
揺動１サイクル中に高い確率で光跡が光反射手段を横切
ることになり、それだけ光反射手段で反射された光ビー
ムを受光する確率が高くなる。

【００１８】揺動の１サイクルにおいて回転走査は複数
回行われるので、１つの基準点からの反射光を複数検出
することもあるが、その場合でも各基準点毎の方位角は
単位揺動サイクル毎に更新され、これに基づく移動体の
位置検知も同様に単位揺動サイクル毎に１回だけ行われ
るので、演算処理が複雑になるのを回避できる。したが
って、位置検知のためのデータを数多く検出できるよう
に回転走査の速度を速くしてもデータ処理時間を十分に
とることができる。

【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は本発明の位置検知装置を搭載し、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。発光器は発光ダイオードを有し、受光器は入
射され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ケーシング３に収容
されている。

【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。

【００２２】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
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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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
くすることにより、後述するようなきめの細かいピッチ
で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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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
器に照射されやす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
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、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
て示してあるので、光跡の本数は実際より少なく記載し
てある。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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｛Ｙ
ｐ／（ｘｃ−ｘ）｝−θｃ………（１）となる。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】本実施例では、前述のようにミラーの回転
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。したがって、
この反射光受光処理では、検出された受光信号の方位角
がほぼ同一であるものは、その受光信号の受光データを
１つのブロックでまとめて処理するようにしている。以
下、このブロックを検出ブロックと呼ぶ。

【００５１】各検出ブロックの受光データとしてその検
出ブロックでの受光回数Ｃｇ（ｉ）およびその検出ブロ
ックを代表する方位角Ａｍ（ｉ）を記憶するようにして
いる。本実施例では、各検出ブロックを代表する方位角
Ａｍ（ｉ）として回転走査における最新の検出方位角を
記憶するようにしている。これによって方位角を記憶す
るメモリの容量を節約できるし、処理の繁雑さも回避で
きる。

【００５２】予定の反射器からのみ光信号が入射された
場合は、前記検出ブロックは、設置された反射器６ａ〜
６ｄの総数と一致するはずである。ところが実際には、
他の反射物体等からの光信号が検出されることも有り得
るため、検出ブロックの数はこの数に限らない。

【００５３】そこで、本実施例では、各検出ブロックを
代表する方位角を、別の処理で決定される各基準点の予
測方位角と比較して、それとほぼ一致するか否かで、各
検出ブロックと基準点とを対応付けるようにしている。

【００５４】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。まずステップＳ１００において、
受光器で光信号が検出されたと判定されるとステップＳ
１０１に進み、この光信号がチャタリングによるもので
ないかどうかが確認される。前回の処理後、ミラー４が
微小角度しか回転しないうちに続けて検出された光信号
はチャタリングによるものと判断されて無視される。チ
ャタリングでなければ、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。 ステップＳ１０
３では、検出ブロック別の受光回数Ｃｇ（ｉ）が“０”
か否かを判断する。ここでの最初の処理では、ステップ
Ｓ１０２でパラメータｉに“０”がセットされたので、
今回検出された受光信号が検出ブロック（０）での最初
の受光信号か否かが判断される。

【００５６】この判断が肯定の場合はステップＳ１０６
に進み、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つまりミラー４の回
転角度を記憶し、当該検出ブロック（ｉ）での受光回数
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Ａ〜Ｄ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
Ｓ１０８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θｑ（１）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θｑ（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、今回の値と同値
を予測方位角としてもよい。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において、カウンタ値ｎが基準点の個
数“４”と一致したか否かが判別される。ステップＳ１
１０の判断が肯定になるまでステップＳ１０８，Ｓ１０
９の処理が繰返され、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。

【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、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、先に記
憶されている検出ブロック（ｉ）の方位角Ａｍ（ｉ）と
今回の検出方位角とがほぼ一致しているか否かが判断さ
れる。両者がほぼ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Ａ
ｍ（ｉ）を更新する。

【００６２】また、記憶されている検出ブロック（ｉ）
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、受光信号が他の検出ブロックからの光
であると判断してステップＳ１０４からステップＳ１０
５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。

【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自走車
１の位置と進行方向とが演算され、自走車１を走行コー
ス上で走行させる操向制御が行われる。

【００６４】まず、操向制御の前段階として行われるイ
ニシャルポール識別処理を説明する。このイニシャルポ
ール識別処理では、基準点Ａ〜Ｄに設定された反射器６
ａ〜６ｄに確実に光ビームを照射させられるように、自
走車１を停止させ、かつ光ビームの揺動走査の速度つま
りモータ１５の速度は低速にしている。

【００６５】図１１はイニシャルポール識別処理のフロ
ーチャートである。同図において、ステップＳ１２０で
は、前記揺動基準検出用のセンサ３３の出力信号に基づ
いて揺動方向が“０°”になったか否か、つまり予定の
基準位置が検出され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Ｓ１２１に
進み、前記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。

【００６６】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に示した処理のうち、ステ
ップＳ１００〜Ｓ１０６に相当する処理のみが行われ
る。

【００６７】ステップＳ１２３では、再び揺動方向が
“０°”か否かを判断して、回転中心軸８が円錐を描く
揺動の１サイクルが終了したか否かが判断される。１サ
イクルの終了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。

【００６８】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本なので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。

【００６９】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」も決定される。ポール選択処理は、さら
に図１２に関して詳細に述べる。

【００７０】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本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、受光回
数Ｃｇ（ｉ）が少なくて４本の基準点を選択できない、
つまり選択できた基準点が４本に至らない場合であり、
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つ以上の場合である。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Ｓ１２１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。

【００７１】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。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図１６に示
す。

【００７２】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。

【００７３】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
点の総数つまり“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。

【００７４】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。

【００７５】図１２において、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。

【００７６】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、反射光の受光回数Ｃｇ（ｉ）が３回
より多い検出ブロックか否かを判断する。受光回数Ｃｇ
（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、パラメータｊをインクリメント
する。

【００７７】ステップＳ１３４では、当該検出ブロック
（ｉ）が、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Ｃｇ（ｉ）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、パラメータｋをインクリメントする。

【００７８】ステップＳ１３６では、パラメータｋの値
が“４”以上か否かによって受光回数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定する。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Ａｐｓ（ｋ）として記
憶する。

【００７９】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、もう、受光回数が記憶されている検出ブロックは
ないと判断してステップＳ１４０に進む。

【００８０】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。

【００８１】ステップＳ１４０が肯定の場合は、予定の
反射器以外からの光を受光していないと判断してステッ
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。

【００８２】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。

【００８３】例えば、図１６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。

【００８４】続いて、前記イニシャルポール識別処理を
含む操向制御について説明する。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。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１
５は低速で回転させる。

【００８５】ステップＳ２では、前記イニシャルポール
識別処理を行う。

【００８６】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。自走車１から基準点Ａ〜Ｄまでの各距
離は、例えば、基準点に対して発射された光ビームとそ
の反射光の位相差に基づいて測定できる。また、各基準
点の位置は距離の測定結果および反射光の方位角に基づ
いて算出される。この処理は本発明とは直接関係ないの
で詳細な説明は省略する。

【００８７】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、自走車１の現在の位置座標（Ｘｐ，Ｙｐ）を算出す
る。

【００８８】ステップＳ５では、自走車１の現在の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、この座標のセットは、自走車１が走行
開始位置にある場合である。

【００８９】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。

【００９０】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１３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、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。この右ターン解除角は次のＵタ
ーン処理で右方向に旋回を開始した自走車１が、その旋
回を停止して再び直進行程の走行に移行する地点におけ
る各基準点の方位角である。この右ターン解除角は基準
点のｘ，ｙ座標と直進行程のｘ座標Ｘｒｅｆおよびｙ座
標Ｙｔｆに基づいて算出する。

【００９１】ステップＳ１２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。

【００９２】ステップＳ１３では、自走車１から見た方
位角がステップＳ１１で算出された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Ｓ１
４に進む。

【００９３】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
進処理と同様に行われる。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Ｘｒ
ｅｆ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。
この処理は計算に使用される直進行程のｙ座標値がＹｔ
ｎに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、左方向
への旋回を終了したと判断してステップＳ８に戻る。

【００９４】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
セットおよび左ターン解除角セットなどと同様に処理さ
れる。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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１３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サイクル終えたかどうかを判断する。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（ｎ）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
方位角Ａｃ（ｎ）をセットする。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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１４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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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Ｃｇ（ｉ）が記憶される。受
光回数判定部４１は、受光回数Ｃｇ（ｉ）が多い検出ブ
ロックを判別し、受光回数Ｃｇ（ｉ）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３
９から読出して方位角記憶部４２に格納する。この際、
方位角の小さい順に記憶領域Ａｐｓ（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。

【０１０４】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。続いて、自走車１が走行中の制御
を行う操向制御部の機能を説明する。図１５は操向制御
部の要部機能を示すブロック図である。同図において、
前記基準点位置演算部５３では、自走車１および基準点
間の距離と、自走車１から見た基準点の方位角に基づい
て基準点の位置座標が算出される。この位置座標は自走
車１を原点とする座標系における座標値である。したが
って、この座標値は、座標変換部５４で基準点Ａ〜Ｄの
いずれか１つ、例えば基準点Ｂを原点とし、基準点Ｂ，
Ｃを結ぶ直線をｘ軸とする座標系での座標値に変換す
る。座標変換された基準点の座標値は、自走車１の位置
および進行方向を算出する位置・進行方向演算部５５に
供給される。

【０１０５】位置・進行方向演算部５５では、基準点Ａ
〜Ｄの位置座標および反射光受光処理によって検出され
た方位角θ（ｎ）に基づき、自走車１の位置（Ｘｐ，Ｙ
ｐ）、および進行方向θｆが算出される。

【０１０６】また、ターン解除角設定部５６では、基準
点の座標およびあらかじめ決められている旋回終了位置
の座標に基づいて右ターン解除角、左ターン解除角およ
び最終ターン解除角がそれぞれ計算されて設定される。
比較部５７では、自走車１の位置および進行方向と走行
コース設定部５８で設定された走行コースとを比較して
その偏差を操舵部５９に出力する。操舵部５９は供給さ
れた偏差に基づいてこれを補正するための操舵角を決定
する。決定された操舵角は操舵モータ６０に供給され、
この操舵角に従って車輪が操舵される。

【０１０７】さらに、比較部５７は自走車１の位置およ
び進行方向と走行コースとを比較して自走車１を旋回さ
せるタイミングを検出する。そして、このタイミングを
検出したならば、検出信号を操舵角固定部６１に出力す
る。操舵角固定部６１はこの検出信号に応答して予定の
ターン用操舵角を操舵部５９に供給し、操舵角を固定さ
せる。

【０１０８】解除検知部６２は、自走車１の進行方向が
ターン解除角に一致するのを監視している。そして、両
者が一致したならば、操舵角固定部６１にターン用操舵
角の出力を停止させる指令信号を出力して旋回を終了さ
せる。

【０１０９】このように、本実施例では、比較部５７で
得られた偏差によって決定される操舵角およびターン用
操舵角に従って車輪を操舵し、予定の走行コースに自走
車１を走行させるようにしている。

【０１１０】

【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、移動体から投射する光ビームの回転走査を高
速で行うことができ、移動体から離れた位置に立設され
ている光反射器に対し、必ずこれを横切って光ビームを
照射できるように設定可能になる。そのために、移動体
自体が傾斜し続けたり揺れたりした場合にも、基準点に
配置された光反射器に対して光ビームを照射し易くな
る。

【０１１１】つまり、基準点を見失うことが少なくな
り、光反射器からの反射光検出信号に基づく移動体の位
置検出精度が高くなって誘導の精度が格段に向上する。

【０１１２】そして、単位揺動走査における高速の回動
走査によって複数の受光信号が検出された場合でも、略
同一方位で検出された光信号の方位角は、それを１つの
データで代表させて記憶することができる。したがっ
て、この方位角を記憶するための記憶手段の容量を節約
することができるし、データ処理も容易になる。

【０１１３】さらに、前記記憶された方位角データに基
づいて単位揺動走査毎に移動体の位置を算出するように
したので、回動走査が高速であっても移動体の位置算出
の時間を十分にとることができる。

【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】 自走車の往路直進処理のフローチャートで
ある。

【図１４】 反射光受光処理の要部機能を示すブロック
図である。

【図１５】 自走車操向制御の要部機能を示すブロック
図である。

【図１６】 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１７】 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、５３…
基準点位置演算部、 ５４…座標変換部、 ５５…位置
・進行方向演算部、 ５６…ターン解除角設定部、 ５
７…比較部、 ５８…走行コース設定部、 ５９…操舵
部、 ６１…操舵角固定部、 ６２…解除検知部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 5/16 G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95 G02B 26/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体を中心として略水平面内で光ビー
   ムを回転走査する回転走査手段と、前記移動体から離れ
   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
   ムを前記移動体に搭載された受光手段で受光することに
   より、前記移動体と前記光反射手段との位置関係を検出
   し、この検出結果に基づいて前記移動体の位置を検知す
   る移動体の位置検知装置において、前記光ビームを上下
   方向に揺動させるための揺動手段を有し、この上下方向
   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
   回行われるように構成すると共に、前記揺動の単位揺動
   サイクルにおいて受光した光信号の方位角を記憶する手
   段と、前記光反射手段からの光ビームの反射光が次回の
   揺動走査で検出されるはずの方位角を、現在までに検出
   された方位角に基づいて予測する予測方位角決定手段
   と、前記記憶された各方位角と前記予測方位角とを前記
   単位揺動サイクル毎に照合して実際の受光方位角を判別
   する手段とを具備し、この判別結果により得られたデー
   タに基づいて移動体の位置を検知するように構成したこ
   とを特徴とする移動体の位置検知装置。
2. 【請求項２】 単位揺動サイクルにおいて略同一方位角
   で複数の光信号が受光された場合は、最新の受光信号の
   方位角のみを記憶するようにしたことを特徴とする請求
   項１記載の移動体の位置検知装置
3. 【請求項３】 前記揺動手段は、前記光ビームの回転走
   査手段の回転中心軸上の一点を中心としてこの光ビーム
   走査手段の回転中心軸を所定角度傾斜させた状態で回動
   することにより、前記光ビームが上下方向に周期的に揺
   動するように構成したことを特徴とする請求項１または
   ２記載の移動体の位置検知装置。