JP3025574B2 - 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操向制御に用い
られる基準点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、基準点である光反射手段
の位置情報のわずかな誤差によっても、システム全体の
制御の精度に悪影響が生ずる。したがって、例えば、農
地での作業では、作業区域が変わるごとに作業に先立っ
て光反射手段の位置情報、すなわち各光反射手段の間隔
および相対角度を正確に測定し、その結果を制御装置に
入力しなければならなかった。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正確に
測定し、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、自走車から出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自走車および光反射手
段間の距離と、自走車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】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光反射手段
間の距離や相対角度を測定する装置が設置される場所、
例えばこの装置を搭載した自走車が走行する作業区域は
必ずしも平坦ではない。したがって、上記距離や方位角
を測定するために自走車が置かれた場所の地形によって
は、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させることがで
きない場合がある。

【０００７】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。しかし、このよう
な、上下方向にも光ビームを揺動させる方式になると、
運転開始に先立っての位置検出のための距離測定では、
光反射手段に光ビームを正確に照射するため、まず水平
方向と垂直方向の正確な位置決めをし、その位置へ光ビ
ームの投射方向を固定する必要がある。

【０００８】そこで、反射手段からの反射光が検出でき
る方向をあらかじめ算出しておき、その方向へ投射方向
を一旦固定して距離等の測定を行うことも試みられてい
る。しかしながら、この場合、機械的なヒステリシス誤
差等によって光反射手段の上端または上端から光ビーム
の照射位置が外れてしまうことがあった。

【０００９】またさらに、上記基準点に配置される光反
射手段としては、柱状のコーナキューブプリズム等の標
識を使用するのが一般的であるが、設置される場所の地
形によっては、前記標識が大きく傾いて立設されること
がある。このために、標識の上端寄りの位置を基準にし
た場合と下端寄りの位置を基準にした場合とでは、回転
走査方向に数十センチメートルもの差が出てしまう場合
がある。このような端部寄りの測定データをそのまま走
行に先立っての基準点データとして使用すると、システ
ム全体の制御に悪影響を及ぼす場合がある。

【００１０】本発明の目的は、上記の問題点に対し、位
置を算出すべき光反射手段の、光ビームが照射される上
下方向範囲の極端に上端または下端寄りでない、比較的
中央部分に対して光ビームを確実に照射できる投射方位
と揺動角度を算出してその方向に光ビームを投射して距
離等を測定することにより、運転開始の準備段階等で行
われる基準点の位置検出を簡単に行うことができる位置
検出装置を提供することにある。

【００１１】

【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、観測点に設置された
光ビーム発生手段から発射された光ビームを、観測点を
中心として円周方向に走査する回転走査手段と、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、観測点を中心として前記光ビームが上下方向の
揺動１サイクル中に円周方向へ複数回転走査されるよう
に構成された揺動走査手段と、観測点から離れた位置に
複数設けられた光反射手段で反射された前記光ビームを
受光する受光手段と、前記受光手段によって光信号が検
出されたときの回転走査方向の方位角および前記揺動走
査手段の揺動角度を検出して記憶する手段と、同一方位
の光反射手段からの反射光を受光したときの前記揺動角
度に基づいて同一方位の光反射手段からの反射光を受光
できる受光揺動範囲を算出する揺動範囲演算手段と、前
記受光揺動範囲が前記同一方位の光ビーム投射範囲に入
っている場合には、前記受光揺動範囲の略中央値をその
光反射手段に光ビームを投射するのに適した基準点捕捉
投射方向として決定し、前記受光揺動範囲に前記光ビー
ム投射範囲の一端部が重なる場合には、この重なる点を
一端部とする受光揺動範囲の他端部までの間の略中央値
をその光反射手段に光ビームを投射するのに適した基準
点捕捉投射方向として決定する基準点捕捉揺動方向決定
手段と、その基準点捕捉揺動方向に光ビームを投射して
その反射光を受光し、その受光信号に基づいて前記観測
点および光反射手段間の距離を測定するように構成した
点に特徴がある。

【００１２】

【作用】上記の特徴を有する本発明では、光反射手段へ
光ビームを照射しやすいように、前記光ビームの上下方
向の揺動の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、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。

【００１３】そして、運転開始に先立って行われる基準
点の位置算出つまり光反射手段の位置算出にあたって
は、光反射手段の、光ビームが照射される上下方向範囲
の極端に上端または下端寄りでない、比較的中央部分に
対して光ビームを確実に照射できる投射方位と揺動角度
を算出してその方向に光ビームを投射することができ
る。このため、ヒステリシス誤差等の機械的なガタがあ
っても、そのことによって光反射手段の端部から光ビー
ムが外れるということが少なくなる。

【００１４】またさらに、光反射手段が傾いて設置され
ている場合等に、そのことによって発生する誤差の影響
が少ない状態で位置検出を行うことも可能になる。

【００１５】

【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。

【００１６】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
ことによって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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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、す
なわち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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】次に、前記垂直線１８上に反射器を配設し
た場合、揺動１サイクルのなか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光跡の本数は実
際よりも少なく記載してある。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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図を
参照して説明する。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。

【００４３】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。

【００４４】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が矩形の頂点に配置され
るように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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。チャタリングによるもの
でなければ、ステップＳ１０２に進む。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。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。

【００５８】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。

【００５９】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。この処理は図１３、図１４および図１
５に関して後述する。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。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。ステップＳ６では、モ
ータ５および１５を所定の速度で回転させてミラー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。

【００６０】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（Ｘｐ，Ｙ
ｐ）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は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。

【００６１】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。

【００６２】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。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。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。

【００６３】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。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。

【００６４】ステップＳ１５では、自走車１のｙ座標Ｙ
ｐ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Ｓ
１７に進んで次の直進行程を設定する。

【００６５】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Ｓ２
０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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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る。同図において、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Ｓ１２１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クリアす
る。

【００７０】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
る処理のみが行われる。

【００７１】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。

【００７２】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。このように最新データを使用することにより、
記憶容量の節減を図ることができる。

【００７３】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。

【００７４】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）および次回同じ基準
点が検出されると予測される方位（予測方位角）θｑ
（ｎ）として、ステップＳ１２４の処理で得られた方位
角Ａｐｓ（ｎ）をセットする。

【００７５】また、ポール選択モードが「２」の場合
は、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。

【００７６】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。

【００７７】図１８は反射光受光処理によって蓄積され
た受光データの例を示す図である。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、検出ブロックの数は７つ（ｉ＝０〜６）あったと
すれば、これは回転中心軸８が１回揺動する間に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。

【００７８】このデータを参考に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。

【００７９】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。

【００８０】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。ステップＳ１
３１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、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、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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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
とがともに４つであったか否かを判断する。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。基準点の座標を決定するためには、
まず、自走車１と各基準点との距離をそれぞれ測定す
る。そして、測定された距離と自走車１から見た各基準
点の方位角とに基づいて基準点の座標を算出する。本実
施例では、発光手段から投射された光信号の位相と、受
光手段で検出された光信号との位相差に基づいて前記各
基準点までの距離を算出するようにしている。

【００８９】前記距離を測定するにあたっては、光ビー
ムを確実に基準点の反射器に照射するための方位角と、
上下方向の投射角度、すなわち回転中心軸８の傾きとを
決定しなければならない。

【００９０】ところで、反射器はその高さ方向に十分な
大きさを有するものが準備されているのが望ましいのは
もちろんであるが、回転中心軸８の機械的ガタに起因す
る投射角度のずれや、地形の傾斜状態や凹凸によって反
射器が大きく傾いて立設されてしまうこと等による上述
の問題点に対する配慮も必要である。

【００９１】前記問題点を考慮し、走行に先立っての基
準データを測定算出するために反射器に高い確率で光ビ
ームを照射させるには、反射器に対して実際に光ビーム
が照射されている範囲の高さ方向中央付近に上下方向の
光ビームの照射角度つまり揺動角度を設定するのが望ま
しい。

【００９２】反射器の高さ方向中央付近に光ビームの投
射角度を設定するために、本実施例では、次のようなポ
ール捕捉揺動方向決定方法をとった。

【００９３】まず、揺動角度と光ビーム投射角度との関
係を図２０の模式図を参照して説明する。なお、揺動角
度は、検出手段の構成上、回転中心軸８の円錐状揺動の
角度つまり揺動方向として検出される。図中、矢印ＷＤ
は揺動方向を示す。

【００９４】図２０（ａ）は、揺動方向が０°の場合で
ある。この揺動方向と同方向に走査装置２から出た光ビ
ーム２Ｅが指向され、かつその方向に反射器６がある。
このように揺動方向と同方向に光ビーム２Ｅが指向され
ている場合は、光ビーム２Ｅは最下方に向けて照射され
ている。この状態から図２０（ｂ）のように揺動方向が
１８０°に変化し、そこで反射器６の方向に光ビーム２
Ｅを指向させると、該光ビーム２Ｅは最上方に向けて照
射される。すなわち、揺動方向と反対方向に光ビーム２
Ｅが指向されているとき、光ビーム２Ｅは最も上向きに
照射される。この最下方および最上方の間で反射器が捕
えられることになる。

【００９５】走査装置２と反射器６との距離が大きい場
合には、上述のような最下方に投射した光ビームと最上
方に投射した光ビームとの当射角範囲内に反射器６が入
ってしまう。したがって、揺動方向を変化させつつ光ビ
ームを回転走査させた場合に、反射器の下端（または上
端）から反射光を検出し始め、上端（または下端）での
反射光を検出し終わるまでの揺動方向の中間点を算出す
れば、その算出結果の示す方向が、光ビームを反射器６
に最も高い確率で照射でき、かつ反射器６の位置として
検出されるデータのうちの平均的な値を検出することの
できる揺動方向ということになる。

【００９６】しかしながら、いつも前記最下方および最
上方の間で反射器６の上端から下端までの全域に亘って
光ビームを照射できるとはかぎらない。走査装置２から
投射される光ビームの投射範囲と反射器６の位置とがう
まく合っていなかったり、走査装置２と反射器６との距
離が近過ぎたりした場合には、反射器６の上端または下
端側まで光ビームが照射されないことがある。この場合
には、下端（または上端）からの反射光を検出し始め、
上端（または下端）で反射光を検出し終わらないまま再
び下端（または上端）からの反射光を検出し、この反射
光を検出し終わるまでの間が、反射器６に光ビームを照
射できる揺動方向の範囲となる。したがって、この場合
の揺動方向の中間点は、図２２に関して後述するよう
に、必ずしも反射器６の位置として検出されるデータの
うちの平均的な値と対応しない。

【００９７】本実施例では、このような場合にも、反射
器６の位置として検出されるデータのうちの略平均的な
値として検出できる部分、すなわち少なくとも両端部の
ような片寄った位置でない部分に確実に光ビームを照射
できる方法すなわちポール捕捉揺動方向決定方法を採用
している。

【００９８】図２１および図２２に示した反射器と光ビ
ーム走査軌跡との関係図を参照してポール捕捉揺動方向
決定方法の概要を説明する。図２１は、光ビーム照射方
向の最下方および最上方の間に反射器６が入っている場
合の関係図である。同図において、縦軸は基準点位置す
なわち反射器６が設置されている位置での光ビームの高
さを示し、横方向に揺動方向を示す。同図から理解され
るように、揺動方向がＷ１〜Ｗ２の範囲で変化する間の
毎回の回転走査で連続して反射器６に光ビームを照射す
ることができる。そこで、この揺動方向Ｗ１，Ｗ２の中
間位置Ｍ１における光ビームの高さが、反射器６の高さ
方向中間位置ＰＣに対応する。

【００９９】一方、図２２においては、光ビームが最上
方を指向している場合にも、反射器６の最上端を越えた
高さに至らない。したがって、光ビームの検出は反射器
６の上端側では検出し終わらずに、再び下端側まで検出
し続けることになる。したがって、この場合、反射器６
に光ビームを照射できる範囲に対応する揺動方向の範囲
Ｗ３〜Ｗ４の中間位置Ｍ２における光ビームの照射高さ
位置は、反射器６の高さ方向中間位置ＰＣに対応しな
い。

【０１００】そこで、このような場合には、反射器６に
光ビームを照射できる揺動方向の範囲を光ビームを検出
できる最上端と、ここから光ビームを検出し終わる位置
までとの間であるＷ４〜Ｗ５に変更する。そして、その
変更された範囲の中間位置Ｍ３を、反射器６の位置とし
て検出されるデータのうちの略平均的な値として検出で
きる部分と判定し、その値で示される方向を、最も確実
に光ビームを照射できる揺動方向、すなわちポール捕捉
揺動方向として決定する。

【０１０１】ポール捕捉揺動方向決定処理の反射光受光
処理で検出された基準点ｎに関する受光データの例を図
１９に示す。同図には、揺動１サイクルに検出した受光
データを示す。なお、揺動方向は揺動用のモータ１５に
連結されたエンコーダ３５の回転量で表している。

【０１０２】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。

【０１０３】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回転毎に基準点ｎを連続して検出
したグループを探索し、そのうちの連続検出回数が最も
多いグループにおける最初と最後の揺動方向を示す値の
中間点を求める。そして、その中間点で表わされた揺動
方向を、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として決定する。

【０１０４】例えば図１９においては、基準点ｎ検出時
にカウンタ値Ｃｍ（ｎ）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、この例では、記憶番号Ｉが
“３”と“６”とにおける揺動方向の中間点を求める。
すなわち、（１０８．６＋１４４．４°）／２＝１２
６．５°が、基準点（ポール）捕捉揺動方向として決定
される。

【０１０５】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に進み、その時点から反射光デー
タの収集を開始する。

【０１０６】まずステップＳ１５１では、反射光受光処
理によって得られたデータをクリアし、ステップＳ１５
２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り、ここでは、図１８および図１
９で示したようなデータを収集する。

【０１０７】ステップＳ１５３では、揺動方向が“０
°”になったか否かによって１サイクルの揺動が終了し
たかどうかを判断する。この判断が肯定となるまで、す
なわち回転中心軸８が円錐を描く揺動が１回行われる間
の受光データが蓄積される。

【０１０８】回転中心軸８の１サイクルの揺動が終了し
たと判断されたら、ステップＳ１５４に進む。ステップ
Ｓ１５４では、図８の反射光受光処理のステップＳ１１
１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Ｓ１５
６では、前記カウンタｎをインクリメントする。

【０１０９】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Ｓ１
５０に戻り、再び受光データを採取する。

【０１１０】ステップＳ１５７が否定の場合は、ステッ
プＳ１５８に進んでパラメータ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。

【０１１１】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。

【０１１２】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の検出回数Ｃｐ
（ｎ）が揺動方向の記憶数字を示す番号Ｉと同じか否か
を判別することによって、反射光受光処理で検出されて
記憶され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。

【０１１３】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。

【０１１４】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を示す
番号Ｉをインクリメントする。

【０１１５】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。

【０１１６】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の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
Ａｓ（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。

【０１１７】ステップＳ１７１では、最下方チェックを
行う。この処理は揺動方向の最大値ｍａｘおよび最小値
ｍｉｎの間に、基準点ｎの検出方位角θ（ｎ）があるか
どうかを検出する処理を含む。図２０に関して説明した
ように、揺動方向と同じ方向に光ビームが照射されてい
る場合は、光ビームは最下方を向いているはずであるか
ら、このときに光ビームが反射器６に照射できたかどう
かということを、この揺動方向に対応する検出方位角θ
（ｎ）があったかどうかによって判断し、図２２に関し
て説明したような揺動範囲の変更を行う。なお、この最
下方チェックの詳細は、図２３に関して後述する。

【０１１８】ステップＳ１７２では、同様に最上方チェ
ックを行う。この処理は揺動方向の最大値ｍａｘおよび
最小値ｍｉｎの間に、基準点ｎの検出方位角θ（ｎ）＋
１８０°があるかを検出する処理を含む。すなわち、図
２０に関して説明したように、揺動方向と正反対の方向
に光ビームが照射されている場合は、光ビームは最上方
を向いているはずであるから、前述の最下方チェックと
同様の考え方によって、図２２に関して説明したような
揺動範囲の変更を行う。なお、この最上方チェックの詳
細は、図２４に関して後述する。

【０１１９】ステップＳ１７３では、前記揺動方向の最
大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとの中間点を演算して基準点
ｎ捕捉揺動方向Ａｓｃ（ｎ）として記憶する。ここで、
前記揺動範囲の変更を行った場合には、この変更に伴う
最大値ｍａｘおよび最小値ｍｉｎによってこの基準点ｎ
捕捉揺動方向Ａｓｃ（ｎ）が算出される。

【０１２０】ステップＳ１７４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Ｓ１７４が否定の場合は図１３のステッ
プＳ１５６に進む。

【０１２１】次に、図２３および図２４のフローチャー
トを参照して最下方チェックおよび最上方チェックの詳
細を説明する。図２３において、ステップＳ２００で
は、イニシャルポール識別処理で検出された基準点ｎの
検出方位角θ（ｎ）をパラメータａとしてセットする。

【０１２２】ステップＳ２０１では、前記揺動方向の最
小値ｍｉｎよりパラメータａの方が大きいか否かを判断
する。パラメータａが最小値ｍｉｎより大きい場合は、
ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、前記
揺動方向の最大値ｍａｘよりパラメータａの方が小さい
か否かを判断する。パラメータａが最大値ｍａｘより小
さい場合は、ステップＳ２０３に進む。すなわち、ステ
ップＳ２０１およびステップＳ２０２では、検出方位角
θ（ｎ）が、基準点ｎを検出できた揺動方向の範囲内に
あるか否かを判断する。そして、ステップＳ２０１とス
テップＳ２０２の判断が肯定の場合は、ステップＳ２０
３に進む。

【０１２３】ステップＳ２０３では、パラメータａおよ
び最大値ｍａｘの差と、パラメータａおよび最小値ｍｉ
ｎの差との大小を比較する。パラメータａおよび最大値
ｍａｘの差の方が大きい場合は、ステップＳ２０４に進
んでパラメータａの値を揺動方向の最小値ｍｉｎとす
る。また、パラメータａおよび最小値ｍｉｎの差が大き
い場合は、ステップＳ２０５に進んでパラメータａの値
を揺動方向の最大値ｍａｘとする。

【０１２４】ステップＳ２０１およびステップＳ２０２
の判断がいずれか一方でも否定となった場合は、図２１
と同様の状態であり、揺動方向の範囲を変更する必要が
ないのでそのまま、この処理を終える。

【０１２５】また、図２４の最上方チェックでは、ステ
ップＳ２０６では、イニシャルポール識別処理で検出さ
れた基準点ｎの検出方位角θ（ｎ）＋１８０°をパラメ
ータａとしてセットする。

【０１２６】ステップＳ２０７では、前記揺動方向の最
小値ｍｉｎよりパラメータａの方が大きいか否かを判断
する。パラメータａが最小値ｍｉｎより大きい場合は、
ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、前記
揺動方向の最大値ｍａｘよりパラメータａの方が小さい
か否かを判断する。パラメータａが最大値ｍａｘより小
さい場合は、ステップＳ２０９に進む。すなわち、ステ
ップＳ２０７およびステップＳ２０８では、検出方位角
θ（ｎ）＋１８０°が、基準点ｎを検出できた揺動方向
の範囲内にあるか否かを判断する。そして、ステップＳ
２０７とステップＳ２０８の判断が肯定の場合は、ステ
ップＳ２０９に進む。

【０１２７】ステップＳ２０９では、パラメータａおよ
び最大値ｍａｘの差と、パラメータａおよび最小値ｍｉ
ｎの差との大小を比較する。パラメータａおよび最大値
ｍａｘの差の方が大きい場合は、ステップＳ２１０に進
んでパラメータａの値を揺動方向の最小値ｍｉｎとす
る。また、パラメータａおよび最小値ｍｉｎの差が大き
い場合は、ステップＳ２１１に進んでパラメータａの値
を揺動方向の最大値ｍａｘとする。

【０１２８】ステップＳ２０７およびステップＳ２０８
の判断がいずれか一方でも否定となった場合は、図２１
と同様の状態であり、揺動方向の範囲を変更する必要が
ないのでそのまま、この処理を終える。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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、基
準点ｎ捕捉揺動方向ＴＧ−ＳＷに回転中心軸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。

【０１３３】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。

【０１３４】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、電磁石１６を付勢し、回転中心軸８を中
心として回転するミラー４の回転を停止させてその方向
を固定する。

【０１３５】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
きる時間であれば良い。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。

【０１３６】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。

【０１３７】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。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。

【０１３８】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１６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。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】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。

【０１４２】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ｓ１を出力する。この一致信号ｓ１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，センサ３３の出力を基準としたミラー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，Ｃｍ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。

【０１４３】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１７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。

【０１４４】揺動角度確認部５４では、基準点ｎに関す
る検出方位角θ（ｎ）と揺動方向範囲演算部４７で算出
された揺動方向範囲を示す値とに基づいて、水平方向の
光ビーム照射方向つまり揺動角度の最下方角度と最上方
角度とが前記揺動方向範囲にあるかどうかが確認され
る。揺動角度の最下方角度および最上方角度のいずれか
が前記揺動方向範囲に含まれていれば、該揺動角度確認
部５４からの指示に従って切換部５６が図示とは反対の
側に切換えられる。

【０１４５】この切換によって、揺動方向範囲演算部４
７で算出されたデータは揺動範囲変更部５５に供給さ
れ、揺動範囲変更部５５は、図２３および図２４に関し
て説明したように揺動方向の最大値ｍａｘまたは最小値
ｍｉｎを変更する。範囲が変更された揺動方向のデータ
は、基準点別捕捉揺動方向演算部４８に供給される。

【０１４６】一方、揺動角度の最下方角度および最上方
角度が両方とも前記揺動方向範囲からはずれていれば、
切換部５６は図示の状態のままであり、揺動方向範囲を
表わすデータはそのまま基準点別捕捉揺動方向演算部４
８に供給される。

【０１４７】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。

【０１４８】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。

【０１４９】

【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
の走査速度より遅い速度でその光ビームを上下に走査す
るようにして、当該位置検知装置の設置場所の地形、す
なわち移動体の移動区域が平坦でなくとも高い確率で基
準点つまり光反射手段に光ビームを当てられるように構
成した場合において、運転開始に先立って行われる基準
点の位置算出にあたっていちばん光ビームを照射しやす
い投射方位、角度を算出してその投射方向に光ビームを
投射して距離測定し、その結果によって位置の算出がで
きるため、運転開始の準備段階等で行われる基準点つま
り光反射手段の位置検出を確実に行うことができる。

【０１５０】また、基準点と位置検出装置との距離が近
すぎたり、上下方向の揺動角度が小さかったりして光反
射手段の高さ方向片側に光ビームの照射範囲がずれた場
合でも、実際に光ビームが照射される上下方向（高さ方
向）範囲のうち、極端に上端部でも下端部でもない、比
較的中央部分に対して光ビームを確実に照射できる投射
方位と揺動角度を算出してその方向に光ビームを投射す
ることができる。

【０１５１】したがって、機械的ガタによって光ビーム
の上下方向の投射角度が多少ずれても確実に光反射手段
に光ビームを照射することができる。また、これによっ
て、光反射手段が傾いて設置されている場合等にも、そ
のこと起因して発生する誤差の悪影響の少ない状態で位
置検出を行うことも可能になる。

【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】 反射光受光処理の要部機能を示すブロック
図である。

【図１７】 基準点検出処理の要部機能を示すブロック
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数と揺
動方向のデータを示す図である。

【図２０】 揺動方向と光ビーム投射方向との関係を示
す図である。

【図２１】 反射器位置での光ビームの高さを示す図で
ある。

【図２２】 反射器位置での光ビームの高さを示す図で
ある。

【図２３】 光ビーム最下方チェックのフローチャート
である。

【図２４】 光ビーム最上方チェックのフローチャート
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、 ５４…揺動角度確認部、 ５５…揺動方向範
囲変更部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 15/00 - 15/14 G01S 7/48

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観測点を中心として光ビームを円周方向
   に回転走査する回転走査手段と、この観測点から離れた
   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
   の反射光を受光する受光手段とを有し、この反射光の受
   光信号に基づいて前記観測点に対する前記光反射手段の
   位置を検出する位置検出装置において、 前記回転走査
   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
   ることによって前記光ビームが上下方向の揺動１サイク
   ル中に円周方向へ複数回転走査されるように構成された
   揺動走査手段と、 前記受光手段によって受光信号が検出されたときの回転
   走査方向の方位角および前記揺動走査手段の揺動角度を
   それぞれ検出して記憶する手段と、 同一の光反射手段からの反射光を受光したときの前記揺
   動角度に基づいて同一方位の光反射手段からの反射光を
   受光できる受光揺動範囲を算出する揺動範囲演算手段
   と、 前記受光揺動範囲が前記同一方位の光ビーム投射範囲に
   入っている場合には、前記受光揺動範囲の略中央値をそ
   の光反射手段に光ビームを投射するのに適した基準点捕
   捉投射方向として決定し、前記受光揺動範囲に前記光ビ
   ーム投射範囲の一端部が重なる場合には、この重なる点
   を一端部とする受光揺動範囲の他端部までの間の略中央
   値をその光反射手段に光ビームを投射するのに適した基
   準点捕捉投射方向として決定する基準点捕捉揺動方向決
   定手段と、 その基準点捕捉揺動方向に光ビームを投射してその反射
   光を受光し、その受光信号に基づいて前記観測点および
   光反射手段間の距離を測定する距離測定手段とを具備し
   たことを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記距離測定手段で測定された距離とそ
   のときの検出方位角とに基づいて前記光反射手段の位置
   を算出する手段を具備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】 前記回転走査手段および前記受光手段
   は、前記回転走査手段の回転中心軸が略円錐状軌跡を描
   くように揺動する共通の揺動部材に固定されていること
   を特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記観測点が移動体であり、この移動体
   に搭載されている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。