JP3484499B2 - 光位置検出装置 - Google Patents
光位置検出装置Info
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- JP3484499B2 JP3484499B2 JP09988294A JP9988294A JP3484499B2 JP 3484499 B2 JP3484499 B2 JP 3484499B2 JP 09988294 A JP09988294 A JP 09988294A JP 9988294 A JP9988294 A JP 9988294A JP 3484499 B2 JP3484499 B2 JP 3484499B2
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、移動体に取付けて使
用され、座標位置が既知の複数の反射体に光を照射し、
その反射光を受光して、それら反射体迄の距離を計測
し、それらの距離より自身（移動体）の位置を算定する
光位置検出装置に関し、特に光受信系の増幅器の飽和に
起因する誤差の防止に係わる。
用され、座標位置が既知の複数の反射体に光を照射し、
その反射光を受光して、それら反射体迄の距離を計測
し、それらの距離より自身（移動体）の位置を算定する
光位置検出装置に関し、特に光受信系の増幅器の飽和に
起因する誤差の防止に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来の光位置検出装置１は、図２、図３
に示すように、移動体Ｐの水平回転台２上に取付けて使
用される。移動体Ｐ（水平面上の座標をＸ，Ｙとする）
を中心として、その周りに配されたｎ（図の例ではｎ＝
３、一般にｎ≧３とする）個の光反射体Ａi （その水平
座標Ｘi ，Ｙi は既知とする；ｉ＝１，２…，ｎ）に対
して、各測定サイクル毎に、光送信器３から光が順次照
射される。
に示すように、移動体Ｐの水平回転台２上に取付けて使
用される。移動体Ｐ（水平面上の座標をＸ，Ｙとする）
を中心として、その周りに配されたｎ（図の例ではｎ＝
３、一般にｎ≧３とする）個の光反射体Ａi （その水平
座標Ｘi ，Ｙi は既知とする；ｉ＝１，２…，ｎ）に対
して、各測定サイクル毎に、光送信器３から光が順次照
射される。
【０００３】光反射体Ａi の反射光は受光器４で受光、
検出され、その検出出力ｒi が増幅器５で増幅され、増
幅器出力ｖi が位置計算機６に入力される。位置計算機
６では、増幅器出力ｖi から各光反射体Ａi 迄の距離Ｌ
i （ｉ＝１〜ｎ）が計測され、それらの計測値から、移
動体Ｐの水平面上の位置（Ｘ，Ｙ）が、各測定サイクル
毎に算定される。図３は、ｎ＝３の場合に、Ｌ1,Ｌ2,Ｌ
3 からＰの座標位置（Ｘ，Ｙ）を確定できることを示し
ている。
検出され、その検出出力ｒi が増幅器５で増幅され、増
幅器出力ｖi が位置計算機６に入力される。位置計算機
６では、増幅器出力ｖi から各光反射体Ａi 迄の距離Ｌ
i （ｉ＝１〜ｎ）が計測され、それらの計測値から、移
動体Ｐの水平面上の位置（Ｘ，Ｙ）が、各測定サイクル
毎に算定される。図３は、ｎ＝３の場合に、Ｌ1,Ｌ2,Ｌ
3 からＰの座標位置（Ｘ，Ｙ）を確定できることを示し
ている。
【０００４】光位置検出装置にはパルス方式と位相検出
方式があり、パルス方式の場合には、光送信パルスを光
反射体Ａi に放射してから、光受信パルスを受信する迄
の時間Ｔi から、光反射体Ａi 迄の距離Ｌi を算定す
る。一方、位相検出方式の場合には、図４に示すよう
に、変調周波数ｆ0 で変調した光信号を送信する。位置
計算機６では、受信波の送信波に対する位相遅れθ
（度）を計測する。光送受信波の波長λは、 λ＝３００，０００（Ｋｍ）／ｆ0 （Ｈｚ） …（１) であるから、光反射体Ａi 迄の距離Ｌi は Ｌi ＝λ（θ／３６０) ／２ …（２) より求められる。
方式があり、パルス方式の場合には、光送信パルスを光
反射体Ａi に放射してから、光受信パルスを受信する迄
の時間Ｔi から、光反射体Ａi 迄の距離Ｌi を算定す
る。一方、位相検出方式の場合には、図４に示すよう
に、変調周波数ｆ0 で変調した光信号を送信する。位置
計算機６では、受信波の送信波に対する位相遅れθ
（度）を計測する。光送受信波の波長λは、 λ＝３００，０００（Ｋｍ）／ｆ0 （Ｈｚ） …（１) であるから、光反射体Ａi 迄の距離Ｌi は Ｌi ＝λ（θ／３６０) ／２ …（２) より求められる。
【０００５】図２Ｂの例はパルス方式の場合で、光反射
体Ａ2 が最も遠くに、Ａ3 が最も近くにあり、増幅器５
の増幅率を、最も遠いＡ2 からの受光波形（受光器４の
出力）ｒ2 に合わせて設定したために、Ａ1 、Ａ3 から
の受信信号の増幅器出力ｖ1，ｖ3 が共に飽和した場合
を示している。
体Ａ2 が最も遠くに、Ａ3 が最も近くにあり、増幅器５
の増幅率を、最も遠いＡ2 からの受光波形（受光器４の
出力）ｒ2 に合わせて設定したために、Ａ1 、Ａ3 から
の受信信号の増幅器出力ｖ1，ｖ3 が共に飽和した場合
を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の光位置検出装置は光反射体Ａi の距離Ｌi が小さい
場合に光受光系の増幅器５が飽和してしまい、移動体Ｐ
の位置を精度よく計測できない欠点があった。この発明
の目的は、従来の欠点を除去し、増幅器の飽和による移
動体の位置計測誤差を改善することにある。
来の光位置検出装置は光反射体Ａi の距離Ｌi が小さい
場合に光受光系の増幅器５が飽和してしまい、移動体Ｐ
の位置を精度よく計測できない欠点があった。この発明
の目的は、従来の欠点を除去し、増幅器の飽和による移
動体の位置計測誤差を改善することにある。
【０００７】
（１) 請求項１の発明では、前記受光器の前に設置され
る光透過率可変フィルタと、そのフィルタの光透過率
を、受光すべき前記光反射体Ａi （ｉ＝１〜ｎ）迄の距
離の予測値Ｌｐi に応じてそれぞれ可変する制御器とを
設ける。 （２) 請求項２の発明では、前記（１) 項記載の光位置
検出装置において、前記光反射体Ａi 迄の距離の予測値
Ｌｐi として、１測定サイクル前の距離の計測値Ｌi を
用いる。
る光透過率可変フィルタと、そのフィルタの光透過率
を、受光すべき前記光反射体Ａi （ｉ＝１〜ｎ）迄の距
離の予測値Ｌｐi に応じてそれぞれ可変する制御器とを
設ける。 （２) 請求項２の発明では、前記（１) 項記載の光位置
検出装置において、前記光反射体Ａi 迄の距離の予測値
Ｌｐi として、１測定サイクル前の距離の計測値Ｌi を
用いる。
【０００８】
【実施例】この発明の実施例を図１に、図２と対応する
部分に同じ符号を付して示し、重複説明を省略する。こ
の発明では、受光器４の前に透過（率）可変フィルタ７
が設けられ、そのフィルタの光透過率は、制御器８の制
御信号Ｓｃにより、受光すべき光反射体Ａi（ｉ＝１〜
ｎ）迄の距離の予測値Ｌｐi に応じてそれぞれ可変され
る。制御器８では、必要に応じ水平回転台２の駆動部２
ａから入力される回転台の方位（方向）を示す信号Ｓa
と位置計算機６より入力される、次に受光する光反射体
名Ａiとその前測定サイクルで計測した距離Ｌi 等を示
す信号（データ）Ｓb とから、次に受光すべき光反射体
Ａi 迄の距離を予測し、その予測値Ｌｐi に応じて大き
さが変化する制御信号Ｓc （図１Ｂ）をフィルタ７に
印加して、その光透過率を可変する。
部分に同じ符号を付して示し、重複説明を省略する。こ
の発明では、受光器４の前に透過（率）可変フィルタ７
が設けられ、そのフィルタの光透過率は、制御器８の制
御信号Ｓｃにより、受光すべき光反射体Ａi（ｉ＝１〜
ｎ）迄の距離の予測値Ｌｐi に応じてそれぞれ可変され
る。制御器８では、必要に応じ水平回転台２の駆動部２
ａから入力される回転台の方位（方向）を示す信号Ｓa
と位置計算機６より入力される、次に受光する光反射体
名Ａiとその前測定サイクルで計測した距離Ｌi 等を示
す信号（データ）Ｓb とから、次に受光すべき光反射体
Ａi 迄の距離を予測し、その予測値Ｌｐi に応じて大き
さが変化する制御信号Ｓc （図１Ｂ）をフィルタ７に
印加して、その光透過率を可変する。
【０００９】Ｌｐi は
Ｌｐi （ｍ）≒Ｌi （ｍ−１) ＋Δi （ｍ） …（３)
と表される。ここでｍは測定サイクル、Δi （ｍ）は距
離変化分の予測値を示す。場合によっては、Δi （ｍ）
≒０として、前の測定サイクルで測定した距離Ｌ i （ｍ
−１) を用いることもできる。
離変化分の予測値を示す。場合によっては、Δi （ｍ）
≒０として、前の測定サイクルで測定した距離Ｌ i （ｍ
−１) を用いることもできる。
【００１０】なお、透過可変フィルタ７としては、透過
型液晶パネルや回転型ＮＤフィルタを用いることができ
る。これ迄の説明では光位置検出装置を移動体に設ける
ものとしたが、移動体以外に設けてもよいことは勿論で
ある。
型液晶パネルや回転型ＮＤフィルタを用いることができ
る。これ迄の説明では光位置検出装置を移動体に設ける
ものとしたが、移動体以外に設けてもよいことは勿論で
ある。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は光受光器の
前面に透過可変フィルタを設け、これを光反射体からの
距離に応じコントロールすることにより、増幅器５の飽
和による波形歪が防止され、３個以上の光反射体を用い
た光位置検出装置の検出位置精度の向上が図れると同時
に、光受光信号の増幅回路が簡単に構成可能となり、装
置のコスト低減にも効果が得られる。
前面に透過可変フィルタを設け、これを光反射体からの
距離に応じコントロールすることにより、増幅器５の飽
和による波形歪が防止され、３個以上の光反射体を用い
た光位置検出装置の検出位置精度の向上が図れると同時
に、光受光信号の増幅回路が簡単に構成可能となり、装
置のコスト低減にも効果が得られる。
【図１】Ａはこの発明の実施例を示すブロック図、Ｂは
Ａの要部の波形図。
Ａの要部の波形図。
【図２】Ａは従来の光位置検出装置のブロック図、Ｂは
Ａの要部の波形図。
Ａの要部の波形図。
【図３】位置検出装置を搭載した移動体Ｐと反射体Ａi
の位置関係を示す図。
の位置関係を示す図。
【図４】位相検出方式による位置検出装置の送信波及び
受信波の波形図。
受信波の波形図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−66922（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−287415（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−67476（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−122420（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−35532（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−54493（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−161374（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−161373（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 5/00 - 5/30
G01C 3/00 - 3/32
Claims (2)
- 【請求項１】 水平面上の移動体を中心として、その周
りに配された３個以上の前記水平面上の位置が既知の光
反射体Ａ i （ｉ＝１，２…，ｎ）に対して、各測定サイ
クル毎に光を順次照射する光送信器と、 前記光反射体Ａi の反射光を受光、検出する受光器と、 その受光器の出力を増幅する増幅器と、 その増幅器の出力から、各光反射体Ａi 迄の距離Ｌ
i （ｉ＝１〜ｎ）を計測し、それらの計測値から前記移
動体の水平面上の位置を各測定サイクル毎に算定する位
置計算機とを具備する光位置検出装置において、 前記受光器の前に設置される光透過率可変フィルタと、 そのフィルタの光透過率を、受光すべき前記光反射体Ａ
i 迄の距離の予測値Ｌｐi に応じてそれぞれ可変する制
御器とを設けたことを特徴とする光位置検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の光位置検出装置におい
て、前記光反射体Ａi迄の距離の予測値Ｌｐi として、
１測定サイクル前の距離の計測値Ｌi を用いることを特
徴とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09988294A JP3484499B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 光位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09988294A JP3484499B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 光位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07306257A JPH07306257A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3484499B2 true JP3484499B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=14259175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09988294A Expired - Fee Related JP3484499B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 光位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3484499B2 (ja) |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP09988294A patent/JP3484499B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07306257A (ja) | 1995-11-21 |
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