JPH01163609A - Position detecting device for unmanned vehicle - Google Patents

Position detecting device for unmanned vehicle

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JPH01163609A
JPH01163609A JP62323367A JP32336787A JPH01163609A JP H01163609 A JPH01163609 A JP H01163609A JP 62323367 A JP62323367 A JP 62323367A JP 32336787 A JP32336787 A JP 32336787A JP H01163609 A JPH01163609 A JP H01163609A
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vehicle body
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optical system
detection
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Masakatsu Nomura
昌克 野村
Mitsutaka Hori
充孝 堀
Junichi Shimomura
潤一 下村
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To measure the position and speed of a vehicle body with high accuracy by providing an optical system sensor to the vehicle body and processing its detection signal through a linear sensor. CONSTITUTION:A lens system is so constituted that optical systems 20A and 20B form an image on a line sensor through a cylinder lens in a direction parallel to the line sensor and the line sensor is at the focus in a vertical direction. Video signals of the optical systems 20A and 20B are detected by video detection parts 30A and 30B and inputted to spatial films 40A and 40B. The filters 40A and 40B detect specific spatial frequency components from the optically random pattern of a road surface, their outputs are processed by arithmetic processing parts 50A and 50B to find the movement distance, and the ratio is differentiated by time to find the speed. When the detection is performed at a period much smaller than the motion of the vehicle, a change in the direction of the vehicle is found from the difference in movement distance measured value in one period between the processing parts 50A and 50B and it is considered that the vehicle travels with the mean value in the period. Consequently, the position and speed are measured with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、無人車の位置検出装置に係り、特に無人車の
走行位置、走行速度および移動距離を検出する無人車の
位置検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a position detection device for an unmanned vehicle, and more particularly to a position detection device for an unmanned vehicle that detects the running position, running speed, and travel distance of the unmanned vehicle.

I3  発明の概要 本発明は、無人走行車の車体に走行状態を検出する検出
器を設置して種々の走行状態を検出する無人車の位置検
出装置において、 前記車体に光学系センサを設け、該光学系センサの検出
信号を1次元の空間フィルタ手段で処理し、その出力か
ら車体の2次元の位置1速度、車体の進行方向を検出す
ることにより、 =3− 検出精度に優れた無人車の位置検出装置を得るものであ
る。
I3 Summary of the Invention The present invention provides a position detection device for an unmanned vehicle that detects various running states by installing a detector for detecting running states on the body of the unmanned vehicle, which comprises: installing an optical sensor on the vehicle body; By processing the detection signal of the optical sensor with a one-dimensional spatial filter and detecting the two-dimensional position, velocity, and direction of movement of the vehicle body from the output, =3- an unmanned vehicle with excellent detection accuracy can be realized. A position detection device is obtained.

C従来の技術 従来、無人搬送車などの無人走行車の自動運転にあたっ
て、走行路上に電磁誘導線や光学式反射テープを布設し
て走行ガイドを形成する方式や、車軸、計測輪にエンコ
ータやタコジェネレータを取り付けて、車輪の回転に応
じたパルス又はアナログ電圧から無人車の速度、移動距
離を計測する方式がある。
C. Conventional technology In the past, when automatically driving unmanned vehicles such as automatic guided vehicles, there were methods in which electromagnetic induction wires or optical reflective tape were laid on the road to form a travel guide, and encoders and tachos were installed on axles and measuring wheels. There is a method of attaching a generator and measuring the speed and travel distance of an unmanned vehicle from pulses or analog voltages corresponding to the rotation of the wheels.

D9発明が解決しようとする問題点 従来の種々な位置検出装置においては、路面に誘導線や
反射テープ等を布設する走行路の加工を必要とし、その
加工作業が面倒であると共に、路面の凹凸、外力等によ
る車輪のスリップや車輪の摩耗により精度良い計測が出
来なかった。
D9 Problems to be Solved by the Invention In various conventional position detection devices, it is necessary to process the running path by laying guide wires, reflective tape, etc. on the road surface, which is troublesome and also causes problems due to unevenness of the road surface. , Accurate measurement was not possible due to wheel slippage and wheel wear caused by external forces.

E9問題点を解決するための手段 本発明は、」二連の問題点に鑑みてなされたもので、車
体の底面部に配設され走行路面のパターンを撮取する光
学系と、該光学系により撮取した映像パターンを所定の
周期でサンプリングして映像パターン信号を得る映像検
出部と、該映像検出部の映像パターン信号と予め設定さ
れた三角関数設定信号を乗算し、該乗算信号を積分演算
して三角関数パターン信号を得るフィルタ手段と、該フ
ィルタ手段の三角関数パターン信号をもとに乗算加算処
理して前記車体の移動距離信号を算出する演算処理部−
によって無人車の位置、速度、方向を検出する。
E9 Means for Solving Problems The present invention has been made in view of two problems, and includes: an optical system disposed on the bottom of the vehicle body for photographing the pattern of the road surface; a video detection unit that obtains a video pattern signal by sampling a video pattern taken by the video detection unit at a predetermined period; and a video detection unit that multiplies the video pattern signal of the video detection unit by a preset trigonometric function setting signal, and integrates the multiplied signal. A filter means for calculating and obtaining a trigonometric function pattern signal, and an arithmetic processing section for calculating a moving distance signal of the vehicle body by performing multiplication and addition processing based on the trigonometric function pattern signal of the filter means.
to detect the position, speed, and direction of unmanned vehicles.

F、実施例 以下に本発明の実施例を図面によって説明する。F. Example Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例に係る無人車の位置検出装置の
ブロック図であって、10は無人車の車体、12は走行
車輪、2OAは車体10の底面部11において無人車の
進行軸心(X軸)に関して底面部11の一方の側端部に
配設された第1の光学系、20Bは第1の光学系2OA
から所定距離りを置いて底面部11の他方の側端部(Y
軸」−)に配設された第2の光学系である。30Aは第
1の光学系2OAの映像信号を入力とする第1の映像検
出部、40Aは第1の映像検出部30Aの映像検出信号
を人力とする第1の空間フィルタ、50△は第1の演算
処理部で、第1の空間フィルタ4OAのフィルタ出力信
号をもとに演算処理して無人車の移動距離、速度および
現在位置を算出する。これらの第1の光学系20A、第
1の映像検出部30A、第1の空間フィルタ4.OAお
よび第1の演算処理部50Aによって第1の検出処理部
60Aが構成される。同しく、20Bは第2の光学系、
3013は第2の映像検出部、4. OBは第2の空間
フィルタ、50Bは第2の演算処理部であって、これら
により第2の検出処理部60Bか構成される。
FIG. 1 is a block diagram of a position detection device for an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention, in which 10 is the vehicle body of the unmanned vehicle, 12 is the running wheel, and 2OA is the traveling axis of the unmanned vehicle at the bottom 11 of the vehicle body 10. A first optical system 20B is a first optical system 2OA disposed at one side end of the bottom part 11 with respect to the center (X axis).
The other side end (Y
This is a second optical system disposed on the axis "-). 30A is a first image detection section that inputs the image signal of the first optical system 2OA, 40A is a first spatial filter that uses the image detection signal of the first image detection section 30A as input, and 50Δ is the first The arithmetic processing unit performs arithmetic processing based on the filter output signal of the first spatial filter 4OA to calculate the moving distance, speed, and current position of the unmanned vehicle. These first optical system 20A, first image detection section 30A, first spatial filter 4. The OA and the first arithmetic processing section 50A constitute a first detection processing section 60A. Similarly, 20B is the second optical system,
3013 is a second video detection unit; 4. OB is a second spatial filter, 50B is a second arithmetic processing section, and these constitute a second detection processing section 60B.

第1の検出処理部60 Aと第2の検出処理部60Bは
、第2図に示すように同し構成要素によって構成されて
いる。ずなわぢ、第2図に示すように、第1.第2の映
像検出部30A、30Bはラインセンサ31.読出回路
32およびアナログ/ティンタル変換器(A/D変換器
)33によって構成されている。第1.第2の空間フィ
ルタ40A、4.OBは掛算部4i、a、41b、パタ
ーン設定部4.2a、42b、積分演算部43a、43
bによって構成されている。
The first detection processing section 60A and the second detection processing section 60B are composed of the same components as shown in FIG. Zunawaji, as shown in Figure 2, the first. The second video detection units 30A and 30B are line sensors 31. It is composed of a readout circuit 32 and an analog/tintal converter (A/D converter) 33. 1st. Second spatial filter 40A, 4. OB includes multiplication units 4i, a, 41b, pattern setting units 4.2a, 42b, and integral calculation units 43a, 43.
It is composed of b.

第1.第2の演算処理部50A、50Bはローパスフィ
ルタ51a、51b、三角関数演算部52、位相演算部
53.和算部54.掛算部55゜微分演算部56および
回転軌跡演算部(m演算部)70によって構成されてい
る。m演算部70は、第3図に示すように、正弦波信号
演算部71a。
1st. The second calculation processing units 50A and 50B include low-pass filters 51a and 51b, a trigonometric function calculation unit 52, a phase calculation unit 53. Wasa calculation section 54. It is composed of a multiplication section 55, a differential calculation section 56, and a rotation trajectory calculation section (m calculation section) 70. As shown in FIG. 3, the m calculation section 70 is a sine wave signal calculation section 71a.

71b、掛算部72a、72b、前回値保持部であるデ
ータ保持部73a〜73c、和算部74a。
71b, multiplication units 72a and 72b, data holding units 73a to 73c which are previous value holding units, and summation unit 74a.

74 bによって構成されている。74b.

第5図は第1.第2の光学系20A、20Bの具体的な
構成例を示すもので、第5図において、21は路面80
からの反射光を受光するシリンタ−レンズ、22はコリ
メートレンズである。また、第6図は光学系の他の例を
示すもので、路面8゜の反射光をコリメートレンズ22
でシリンターレンズ23に集束するものである。
Figure 5 is 1. This shows a specific example of the configuration of the second optical systems 20A and 20B, and in FIG.
22 is a collimator lens that receives reflected light from the cylindrical lens. In addition, FIG. 6 shows another example of the optical system, in which the reflected light from the road surface at 8° is reflected by the collimating lens 22.
The light is focused on the cylindrical lens 23.

次に、上記構成の位置検出装置の動作について説明する
Next, the operation of the position detection device having the above configuration will be explained.

光学系2OA、20Bは第5図、第6図に示すように、
シリンターレンズ21,24によってラインセンサ31
と平行な方向については該ラインセンサ31」二に結像
し、垂直な方向に対してはラインセンサ31か焦点にな
るようにレンズ系カ構成されている。光学系2OA、2
0Bの映像信号はそれぞれ第1.第2の映像検出部30
A、30Bで検出され、第1.第2の空間フィルタ4o
Δ。
The optical systems 2OA and 20B are as shown in FIGS. 5 and 6,
Line sensor 31 by cylinder lenses 21, 24
The lens system is configured so that an image is formed on the line sensor 31 in a direction parallel to the line sensor 31, and the line sensor 31 is the focal point in a direction perpendicular to the line sensor 31. Optical system 2OA, 2
The video signals of 0B are the 1st. Second video detection unit 30
A, detected at 30B, 1st. Second spatial filter 4o
Δ.

4、 OBに入力される。空間フィルタ40A、/IO
Bは路面の光学的にランダムなパターンから特定の空間
的な周波数成分を検出し、その時間的な挙動を調べるこ
とにより路面との相対的な車体の位置を速度を胴側する
4. Input to OB. Spatial filter 40A, /IO
B detects a specific spatial frequency component from an optically random pattern on the road surface and examines its temporal behavior to determine the position of the vehicle body relative to the road surface and its speed.

概略的には、第2図に示すように、路面80のパターン
を光学系2OA(20B)を介して映像検出部30 A
 (30B)によって検出し、その出力を空間フィルタ
40A(40B)に人力する。
Schematically, as shown in FIG.
(30B), and its output is manually input to the spatial filter 40A (40B).

空間フィルタにおいては人力値と、予め計算し、予め設
定して置いた設定パターンを用いて積和演算を行う。こ
こでは、正弦波パターンを用いている。設定パターンは
、映像検出部30A (30B)のラインセンサ31の
素子数とピッチで決まる周期分のデータを持っている。
In the spatial filter, a sum-of-products operation is performed using human input values and a pre-calculated and pre-set setting pattern. Here, a sine wave pattern is used. The setting pattern has data for a period determined by the number of elements and pitch of the line sensor 31 of the video detection section 30A (30B).

空間フィルタの出力を演算処理部50A (50B)で
演算処理して重の移動距離を算出し、この移動距離を時
間で微分して速度を求める。また、車の動きに比へて充
分小さい周期で位置を検出するときは、2つの検出処理
部の1周期での移動距離測定値の差から車の方向の変化
を求め、その変化の平均値でその期間を走行したものと
して車体の位置を求める。
The output of the spatial filter is processed by the calculation processing unit 50A (50B) to calculate the moving distance of the weight, and this moving distance is differentiated with respect to time to find the speed. In addition, when detecting the position at a cycle that is sufficiently small compared to the movement of the car, the change in the direction of the car is calculated from the difference between the measured values of the moving distance in one cycle of the two detection processing units, and the average value of the change is calculated. Find the position of the vehicle assuming that it traveled during that period.

さらに詳しくは、第2図に示すように、路面80の映像
信号を光学系2OA (20B)を介して映像検出部3
0A (30B)に人力する。映像検出部30A (3
0B)においてはラインセンサ31がその映像を検出し
、その映像検出信号を読出回路32か読み出し、その映
像検出信号をA/D変換して空間フィルタ/10,14
0B)に入力する。空間フィルタ71OA(40B)に
おいては、和算部4 ]、 aで映像検出部30A (
30B)からの映像検出信号とパターン設定部42aの
正弦波パターン設定信号を掛は合わせると共に、掛算部
41bで映像検出信号とパターン設定部4.2 bの余
弦波パターン設定信号を掛は合わせる。さらに第1の掛
算部41aの掛算信号を積分演算部43aで積分しその
積分信号aを出力すると共に、掛算部4. ]、 bの
掛算信号を第2の積分演算部4.3 bて積分し、その
積分信号すを出力する。
More specifically, as shown in FIG.
Manually input to 0A (30B). Video detection unit 30A (3
In 0B), the line sensor 31 detects the image, the image detection signal is read out by the readout circuit 32, and the image detection signal is A/D converted and sent to the spatial filter /10,14.
0B). In the spatial filter 71OA (40B), the summation unit 4 ], the video detection unit 30A (
30B) and the sine wave pattern setting signal of the pattern setting section 42a are multiplied together, and the multiplication section 41b multiplies the video detection signal and the cosine wave pattern setting signal of the pattern setting section 4.2b. Further, the multiplication signal of the first multiplication section 41a is integrated by the integral calculation section 43a and the integrated signal a is outputted, and the multiplication section 4. ], b is integrated by a second integral calculation unit 4.3b, and the integrated signal S is outputted.

演算処理部50A (50B)においては、積分信号を
ローパスフィルタ5]aに通して信号Saを得ると共に
、積分信号S2をローパスフィルタ51bに通して信号
sbを得る。信号SaとSbはそれぞれ三角関数演算部
52七回転軌跡演算部(m演算部)70に人力される。
In the arithmetic processing unit 50A (50B), the integral signal is passed through a low-pass filter 5]a to obtain a signal Sa, and the integral signal S2 is passed through a low-pass filter 51b to obtain a signal sb. The signals Sa and Sb are each manually input to a trigonometric function calculation unit 52 and a seven-rotation locus calculation unit (m calculation unit) 70.

三角関数演算部52は信号Saとsbをもとに演算し、
出力ρ−−12゜ arctan (S b/S a)を算出する。位相演
算部53は入力ρと初期位相φをもとに(ρ−φ)/2
πを算出する。
The trigonometric function calculation unit 52 calculates based on the signals Sa and sb,
Calculate the output ρ−12° arctan (S b /S a). The phase calculation unit 53 calculates (ρ−φ)/2 based on the input ρ and the initial phase φ.
Calculate π.

m演算部70では、第3図に示す如く、信号Saが正弦
波信号演算部71aを通して掛算部72aとデータ保持
部73aに導かれ、信号sbは正弦波信号演算部711
〕を通して和算部74. bとデータ保持部731〕に
導かれる。掛算部72bはデータ保持部73aからの前
回のサンプリング値と現在のサンプリング値を乗算する
。和算部74は現在のサンプリング値とデータ保持部7
3bの前回のサンプリング値を和算する。掛算部72b
は掛算部72aの乗算値と和算部74bの和算値とを乗
算し、和算部74. aは掛算部72bの現在の乗算値
とデータ保持部73cによる前回値を加算してm信ぢを
出力する。
In the m operation section 70, as shown in FIG.
] through the wasan section 74. b and data holding unit 731]. The multiplication unit 72b multiplies the previous sampling value from the data holding unit 73a by the current sampling value. The summation unit 74 stores the current sampling value and the data holding unit 7.
The previous sampling values of 3b are summed. Multiplication section 72b
multiplies the multiplication value of the multiplication unit 72a by the summation value of the summation unit 74b, and the summation unit 74. A adds the current multiplication value of the multiplication unit 72b and the previous value of the data holding unit 73c, and outputs m signals.

さらに演算処理部50A(50B)においては、第2図
に示す如く、和算部54がm演算部70のm信号と位相
演算部53の位相信吋を和算し、この和算部54の加算
値と空間フィルタのピッチ(周期)Pを掛は算して移動
距離を算出すると共に、この移動距離信号を微分演算部
56に入力して速度を算出する。
Furthermore, in the arithmetic processing section 50A (50B), as shown in FIG. The moving distance is calculated by multiplying the added value by the pitch (period) P of the spatial filter, and this moving distance signal is input to the differential calculation unit 56 to calculate the speed.

第1図に示すように、車体10の底面部11の中心点を
A (x、y)とし、車が矢印方向に走行しているとき
、車がX−Y平面上でX軸に対しθの角度で移動してい
るとする。ここで、1サンプリングによる第1.第2の
検出処理部60A、60Bの出力か△r、ΔQ(位置)
変化したとすると、車体10の進行方向変化△θは、サ
ンプリング周期か短いとして、 Δθ−(f2−r)/I)   ・・・・・(1)とな
り、車体10の現在の角度θr1は0n−On−11八
〇   ・・・(2)となる。ここでθn−1は前回の
サンプr)フグ時の移動したものとして、次式(3)、
  (4)からA点の位置で(xn、y。)を求めるこ
とができる。
As shown in FIG. 1, when the center point of the bottom surface 11 of the vehicle body 10 is defined as A (x, y), and the vehicle is traveling in the direction of the arrow, the vehicle is θ relative to the X axis on the XY plane. Suppose it is moving at an angle of. Here, the first . The outputs of the second detection processing units 60A and 60B, △r, ΔQ (position)
Assuming that the change in the traveling direction of the vehicle body 10 is short, Δθ-(f2-r)/I) (1), and the current angle θr1 of the vehicle body 10 is 0n. -On-1180...(2). Here, θn-1 is assumed to have moved at the time of the previous sample (r) blowfish, as shown in the following equation (3),
From (4), (xn, y.) can be found at the position of point A.

ここで、nは今回、n−1は前回座標である。従って、
(1)〜(4)式を演算して車の位置(x。
Here, n is the current coordinate, and n-1 is the previous coordinate. Therefore,
Calculate equations (1) to (4) to determine the position of the car (x).

y)と向きθを求める。y) and the direction θ.

空間フィルタの2出力は、第4図に示すように、位相平
面上を車の動きに従って回転する。それ故、走行距離は
次式によって算出される。
The two outputs of the spatial filter rotate on the phase plane according to the movement of the car, as shown in FIG. Therefore, the traveling distance is calculated by the following formula.

Xo=(2πm+ρ−P)/旧(=mXP−t−(ρ−
φ)/ 2 rr P  =(5)但し、mは原点を中
心にした軌跡の回転数(反時計方向を正とする)、Xo
は移動距離、■)は空間フィルタのピッチ(周期)、ρ
−arctan (S b/Sa)、0≦p<2yr+
  P=ρt=O(初期値)である。
Xo=(2πm+ρ-P)/old(=mXP-t-(ρ-
φ) / 2 rr P = (5) However, m is the number of rotations of the trajectory around the origin (counterclockwise is positive), Xo
is the moving distance, ■) is the pitch (period) of the spatial filter, ρ
-arctan (S b/Sa), 0≦p<2yr+
P=ρt=O (initial value).

第7図、第8図は上述の動作フローを示すもので、第7
図は空間フィルタ40A(40B)の演算フロー、第8
図は演算処理部50A (50B)の演算フローである
Figures 7 and 8 show the above-mentioned operation flow.
The figure shows the calculation flow of the spatial filter 40A (40B), No. 8
The figure shows the calculation flow of the calculation processing section 50A (50B).

第7図に示すように、ステップSlでラインセンサ(C
CD)の出力をA/D変換して空間フィ・ルタに入力す
る。空間フィルタにおいては、ステップS2に示す如く
、窓関数データ1として正弦波(sin)パターンを読
み込み、この正弦波パターンとCCD出力の積和演算を
実行する(ステップS3)。次に、ステップS4に示す
ように、窓関数データ2として余弦波(cos)パター
ンを読み込み、この余弦波パターンとCCD出力の積和
演算を行う(ステップS5)。そして、ステップS6に
示すように、ステップ81〜S5の動作をCCDの素子
数例えば20 /1.8回繰り返す。
As shown in FIG. 7, in step Sl, the line sensor (C
CD) is A/D converted and input to the spatial filter. In the spatial filter, as shown in step S2, a sine wave (sin) pattern is read as window function data 1, and a product-sum operation of this sine wave pattern and the CCD output is executed (step S3). Next, as shown in step S4, a cosine wave (cos) pattern is read as window function data 2, and a product-sum operation of this cosine wave pattern and the CCD output is performed (step S5). Then, as shown in step S6, the operations of steps 81 to S5 are repeated 1.8 times per the number of CCD elements, for example, 20.

第8図に示すように、演算処理部においては空間フィル
タの出力信号aとbをそれぞれ1次元のローパスフィル
タに通しくステ、プS7.S8)、ステップS9に示す
如く、位相平面上軌跡か第一象現と第四象現の間を移る
回数を、第四象現から第一象現に移る方向を正として、
数えてm演算を実行する。次に、ステップShoに示す
ように、p =arctan (S b / S a 
)をO≦ρ〈2πの範囲て計算して位相演算を実行し、
ステップS11に示すように、m−P+(ρ−P)/2
π・Pを算出して距離演算を実行すると共に、ステップ
S12に示すように距離を微分して速度演算を実行する
As shown in FIG. 8, in the arithmetic processing section, the output signals a and b of the spatial filter are passed through a one-dimensional low-pass filter, respectively. S8), as shown in step S9, the number of times the trajectory on the phase plane changes between the first and fourth quadrants, with the direction of movement from the fourth quadrant to the first quadrant being positive;
Count and perform m operation. Then, as shown in step Sho, p = arctan (S b / S a
) in the range O≦ρ<2π and perform phase calculation,
As shown in step S11, m-P+(ρ-P)/2
In addition to calculating π·P and executing a distance calculation, as shown in step S12, the distance is differentiated and a speed calculation is executed.

第9図は本発明の他の実施例を示し、演算処理部として
マイクロコンピュータ90を用いたものである。マイク
ロコンピュータ90は中央処理部(CPU)91.、 
 ランダムアクセスメモリ92およびリードオンリメモ
リ(ROM)93によって構成されている。前述のよう
に路面のパターンを光学系を介してCCDによって検出
し、その出力をA/D変換器を通してマイクロコンピュ
ータ90に入力し、その値と、予め計算してROM93
に格納しておいた設定パターンをもとに、前述の如き演
算処理を実行する。
FIG. 9 shows another embodiment of the present invention, in which a microcomputer 90 is used as the arithmetic processing section. The microcomputer 90 includes a central processing unit (CPU) 91. ,
It is composed of a random access memory 92 and a read only memory (ROM) 93. As mentioned above, the road surface pattern is detected by the CCD through the optical system, and its output is inputted to the microcomputer 90 through the A/D converter, and its value and pre-calculated values are stored in the ROM 93.
The arithmetic processing described above is executed based on the setting pattern stored in the .

G1発明の効果 本発明は、以」二の如く、車体に光学系センサを設け、
該光学系センサの検出信号を1次元のフィルタ手段で処
理し、その出力から車体の2次元の位置、速度、進行方
向を検出するようにしたから、誘導線2反射テープ等の
走行路の加工が不要にして、非接触で計測することがで
き、路面の凹凸や外力等によるスリップや車輪の摩耗の
影響を受けず精度良い位置、速度の計測が出来る。
G1 Effects of the invention As described below, the present invention provides an optical system sensor on the vehicle body,
The detection signal of the optical system sensor is processed by a one-dimensional filter means, and the two-dimensional position, speed, and traveling direction of the vehicle body are detected from the output. This eliminates the need for contactless measurement, and enables highly accurate position and speed measurements without being affected by road surface irregularities, slips caused by external forces, or wheel wear.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による位置検出装置のブロック線図、第
2図は本発明の実施例による検出処理部の詳細を示すブ
ロック図、第3図は回転軌跡演算=19− 部のブロック図、第4図は回転軌跡演算部の回転軌跡図
、第5図および第6図はそれぞれ光学系の構成図、第7
図は空間フィルタの演算フロー図、第8図は演算処理部
の演算フロー図、第9図は検出処理部の他の実施例を示
すブロック図である。 10・・車体、11・・車体の底面部、2OA・・・第
1の光学系、20B・・・第2の光学系、30A・・第
1の映像検出部、30B・・第2の映像検出部、40A
・・・第1の空間フィルタ、40B・・第2の空間フィ
ルタ、50A ・第1の演算処理部、50B・・第2の
演算処理部、60A・・・第1の検出処理部、6013
・・第2の検出処理部。 へ      −
FIG. 1 is a block diagram of the position detection device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing details of the detection processing section according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of the rotation trajectory calculation = 19- section. Figure 4 is a rotation trajectory diagram of the rotation trajectory calculation section, Figures 5 and 6 are configuration diagrams of the optical system, and Figure 7
8 is a calculation flow diagram of the spatial filter, FIG. 8 is a calculation flow diagram of the calculation processing section, and FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of the detection processing section. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10...Vehicle body, 11...Bottom part of vehicle body, 2OA...1st optical system, 20B...2nd optical system, 30A...1st image detection unit, 30B...2nd image Detection part, 40A
...First spatial filter, 40B...Second spatial filter, 50A -First arithmetic processing section, 50B...Second arithmetic processing section, 60A...First detection processing section, 6013
...Second detection processing section. To −

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)車体の底面部に配設され走行路面のパターンを撮
取する光学系と、該光学系により撮取した映像パターン
を所定の周期でサンプリングして映像パターン信号を得
る映像検出部と、該映像検出部の映像パターン信号と予
め設定された三角関数設定信号を乗算し、該乗算信号を
積分演算して三角関数パターン信号を得るフィルタ手段
と、該フィルタ手段の三角関数パターン信号をもとに乗
算加算処理して前記車体の移動距離信号を算出する演算
処理部とによって構成したことを特徴とする無人車の位
置検出装置。
(1) an optical system disposed on the bottom of the vehicle body that captures the pattern of the road surface; an image detection section that samples the image pattern captured by the optical system at a predetermined period to obtain an image pattern signal; filter means for multiplying the video pattern signal of the video detection section by a preset trigonometric function setting signal and performing an integral operation on the multiplied signal to obtain a trigonometric function pattern signal; and an arithmetic processing unit that calculates a moving distance signal of the vehicle body by performing multiplication and addition processing on the vehicle body.
(2)車体の底面部に配設され走行路面のパターンを撮
取する第1の光学系と、該第1の光学系により撮取した
映像パターンを所定の周期でサンプリングして映像パタ
ーン信号を得る第1の映像検出部と、該第1の映像検出
部の映像パターン信号と予め設定された三角関数設定信
号を乗算し、該乗算信号を積分演算して三角関数パター
ン信号を得る第1のフィルタ手段と、該第1のフィルタ
手段の三角関数パターン信号をもとに乗算処理して前記
車体の移動距離信号を算出すると共に、該移動距離信号
を微分演算して速度信号を算出する第1の演算処理部か
らなる第1の検出処理手段と、前記車体の進行方向軸心
に関して前記第1の光学系から所定間隔を置いて前記車
体の底面部に配設され走行路面のパターンを撮取する第
2の光学系と、該第2の光学系により撮取した映像パタ
ーンを所定の周期でサンプリングして映像パターン信号
を得る第2の映像検出部と、該第2の映像検出部の映像
パターン信号と予め設定された三角関数設定信号を乗算
し、該乗算信号を積分演算して三角関数パターン信号を
得る第2のフィルタ手段と、該第2のフィルタ手段の三
角関数パターン信号をもとに乗算処理して前記車体の移
動距離信号を算出すると共に、該移動距離信号を微分演
算して速度信号を算出する第2の演算処理部からなる第
2の検出処理手段とからなり、 前記第1の検出処理部によって求めた移動距離信号と、
前記第2の検出処理部によって求めた移動距離信号およ
び前記第1の光学系と第2の光学系との設置間隔をもと
に前記車体の進行方向角度を算出する手段によって構成
したことを特徴とする無人車の位置検出装置。
(2) A first optical system disposed on the bottom of the vehicle body that photographs the pattern of the road surface, and a video pattern signal taken by sampling the video pattern taken by the first optical system at a predetermined period. a first image detecting section to obtain a trigonometric function pattern signal; a filter means, and a first filter means for calculating a moving distance signal of the vehicle body by performing multiplication processing based on the trigonometric function pattern signal of the first filtering means, and calculating a speed signal by differentially calculating the moving distance signal. a first detection processing means consisting of an arithmetic processing unit; and a first detection processing means disposed on the bottom surface of the vehicle body at a predetermined distance from the first optical system with respect to the axis in the traveling direction of the vehicle body, and captures a pattern of the traveling road surface. a second image detection unit that samples the image pattern captured by the second optical system at a predetermined period to obtain an image pattern signal; a second filter means for multiplying the pattern signal by a preset trigonometric function setting signal and performing an integral operation on the multiplied signal to obtain a trigonometric function pattern signal; a second detection processing means comprising a second arithmetic processing section that calculates a moving distance signal of the vehicle body by multiplying the moving distance signal, and calculates a speed signal by differentially calculating the moving distance signal; a moving distance signal obtained by the detection processing unit 1;
It is characterized by comprising means for calculating the traveling direction angle of the vehicle body based on the moving distance signal obtained by the second detection processing section and the installation interval between the first optical system and the second optical system. A position detection device for unmanned vehicles.
JP62323367A 1987-12-21 1987-12-21 Position detection device for unmanned vehicles Expired - Lifetime JPH0726852B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016161726A (en) * 2015-02-27 2016-09-05 シャープ株式会社 Light shielding device, autonomous traveling body, and autonomous traveling body system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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