JPH01282489A - Method for controlling tracking speed of moving body by laser beam - Google Patents

Method for controlling tracking speed of moving body by laser beam

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JPH01282489A
JPH01282489A JP63111343A JP11134388A JPH01282489A JP H01282489 A JPH01282489 A JP H01282489A JP 63111343 A JP63111343 A JP 63111343A JP 11134388 A JP11134388 A JP 11134388A JP H01282489 A JPH01282489 A JP H01282489A
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Abstract

PURPOSE:To smoothly perform tracking corresponding to the speed of a moving body, by calculating the relative angular velocity of the moving body and scanning beam from the change of the receiving position of return beam and accelerating or decelerating a tracking speed on the basis of said angular velocity. CONSTITUTION:The laser beam LB generated from a laser beam generator 110 scans a space to be incident to the reflective body 200 provided to a moving body 20 and reflected as return beam RB. At this time, when a beam receiving position is shifted, the beam receiving position signal detected by a position sensor 132 is inputted to polarity judge circuits 401, 402 and the circuits 401, 402 output tracking direction signals to motor driving circuits 415, 416. At the same time, the relative angular velocity of the moving body and laser beam is operated from the change quantity of the beam receiving position of the sensor 132 and the operation result is inputted to speed signal generating circuits 413, 414 which is turn output tracking speed signals to the circuits 415, 416. Therefore, the circuits 415, 416 drive X- and Y-axis pulse motors 123, 124 and a tracking speed is subjected to acceleration/deceleration control so that the relative angular velocity becomes zero.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は光ビームを用いた移動体の追尾方法に係り、特
に移動体の運動が急変しても安定した追尾ができるよう
にした光ビームによる移動体の追尾速度制御方法に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a method of tracking a moving object using a light beam, and in particular, a light beam that enables stable tracking even if the movement of the moving object suddenly changes. This invention relates to a tracking speed control method for a moving object.

〈従来の技術〉 従来、光ビームを用いて移動体を追尾する装置として、
光ビーム発生器と光ビーム走査手段と移動体に設けた再
帰反射体とこれによって反射し再帰する光ビームを受光
検知する受光検知器と、この検知出力によって光ビーム
走査手段を制御する制御器とを具備したものがある。以
下その装置と追尾方法の概要について説明する。
<Conventional technology> Conventionally, as a device for tracking a moving object using a light beam,
A light beam generator, a light beam scanning means, a retroreflector provided on a moving body, a light receiving detector for receiving and detecting the light beam reflected by the retroreflector, and a controller for controlling the light beam scanning means based on the detection output. There are some that are equipped with. An overview of the device and tracking method will be explained below.

第8図は従来装置の概要を示す模式的説明図である。本
装置の固定局10は走査手段100と制御部300とを
備えている。走査手段100は光ビームLBを発生させ
る光ビーム発生器110と、この光ビーム発生器110
から発生した光ビームLBを空間に向けて発射し空間を
走査させるスキャンニング機構120と、移動体20に
設けた再帰反射体200によって反射して再帰する帰還
ビームRBを受光検知する受光検知器130とによって
構成されている。
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram showing an outline of a conventional device. The fixed station 10 of this device includes a scanning means 100 and a control section 300. The scanning means 100 includes a light beam generator 110 that generates a light beam LB;
A scanning mechanism 120 that emits a light beam LB generated from a light beam toward space to scan the space, and a light receiving detector 130 that receives and detects a return beam RB that is reflected by a retroreflector 200 provided on the moving body 20 and returns. It is composed of.

詳述すると、前記光ビーム発生器110と受光検知器1
30とは発生する光ビームLBの光軸と同一になるよう
に一体に構成されており、軸付支持枠121によって固
定されるようになっており、軸付支持枠121は枠体1
22に回動自在に軸支されている。
In detail, the light beam generator 110 and the light receiving detector 1
30 is integrally constructed so as to be the same as the optical axis of the generated light beam LB, and is fixed by a shafted support frame 121, which is connected to the frame 1.
22 so as to be rotatable.

スキャンニング機構120はコの字型に形成され、前記
軸付支持枠121を軸支する枠体122をY軸方向ち回
動させるY軸パルスモータ124とX軸パルスモータ1
24に取付られ枠体122をX軸方向に回動させるX軸
パルスモータ123とを有している。
The scanning mechanism 120 is formed in a U-shape and includes a Y-axis pulse motor 124 and an X-axis pulse motor 1 for rotating a frame 122 that pivotally supports the shafted support frame 121 in the Y-axis direction.
24 and an X-axis pulse motor 123 that rotates the frame body 122 in the X-axis direction.

そして前記光ビーム発生器110からの光ビームLBは
スキャンニング機構120によって空間を走査する。一
方、移動体20には、コーナキューブ等の再帰反射体2
00が設けられており、前記走査された光ビームLBが
入射し、再帰反射体200よって反射され帰還ビームR
Bとして固定局10に再帰するようになっている。
The light beam LB from the light beam generator 110 scans the space by a scanning mechanism 120. On the other hand, the moving body 20 includes a retroreflector 2 such as a corner cube.
00 is provided, the scanned light beam LB is incident thereon, reflected by the retroreflector 200, and a return beam R is provided.
It returns to the fixed station 10 as B.

受光検知器130は前記帰還ビームRBの位置ずれを検
知するもので、4象限にわたって多数の受光素子群をそ
の中心に通過孔131を有する板状体に配設したもので
ある。
The light receiving detector 130 detects the positional deviation of the feedback beam RB, and has a large number of light receiving element groups arranged in four quadrants in a plate-like body having a passage hole 131 at its center.

追尾が完全に行われている場合には、光ビームLBは再
帰反射体200の中心に入射し、その帰還ビームI?B
は光ビームLBと同じ方向に再帰するので、帰還ビーム
RBは受光検知器130の通過孔131内を通過し、受
光検知器130は受光検知しない。また追尾が外れた場
合は帰還ビームRBは位置ずれを生じ、前記通過孔13
1@通過せず、受光検知器130は受光検知する。
When tracking is complete, the light beam LB enters the center of the retroreflector 200, and its return beam I? B
Since the return beam RB returns in the same direction as the light beam LB, the return beam RB passes through the passage hole 131 of the light receiving detector 130, and the light receiving detector 130 does not detect the light receiving. Furthermore, if the tracking is lost, the return beam RB will be displaced, and the passage hole 13
1@ does not pass, and the light receiving detector 130 detects the light receiving.

受光検知器130の受光素子群は座標によって予め定め
られており、当該座標によって定められている検出信号
によって制御部300は帰還ビームRBの位置ずれが零
となる方向にスキャンニング機構120が回転するよう
にX軸パルスモータ123 、Y軸パルスモータ124
を制御し、光ビームLBが常に再帰反射体200の中心
を追尾するようになっている。
The light-receiving element group of the light-receiving detector 130 is predetermined by coordinates, and the control unit 300 rotates the scanning mechanism 120 in a direction in which the positional deviation of the return beam RB becomes zero based on a detection signal determined by the coordinates. Like X-axis pulse motor 123, Y-axis pulse motor 124
is controlled so that the light beam LB always tracks the center of the retroreflector 200.

第9図は従来装置の制御部300のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of the control section 300 of the conventional device.

制御部300は受光検知器130として受光位置センサ
ー132を使用しており、X軸、Y信用極性判別回路3
01.302 、X軸、Y軸モータ駆動回路303.3
04、速度設定器305、速度信号発生回路306とか
らなっている。受光位置センサー132によって検出さ
れた帰還ビームRBの受光位置はX軸、Y軸それぞれに
受光位置信号として前記X軸、Y信用極性判別回路30
1.302へ入力される。X軸、Y信用極性判別回路3
01.302は受光位置信号の象限によって定まる正・
負極性を判別して追尾方向を決定し、追尾方向信号とし
てX軸、Y軸モータ駆動回路303.304、に入力さ
れる。
The control unit 300 uses a light receiving position sensor 132 as a light receiving detector 130, and has an X-axis and Y credit polarity determination circuit 3.
01.302, X-axis, Y-axis motor drive circuit 303.3
04, a speed setter 305, and a speed signal generation circuit 306. The light receiving position of the feedback beam RB detected by the light receiving position sensor 132 is sent to the X-axis and Y-axis polarity determination circuit 30 as light receiving position signals for the X-axis and Y-axis, respectively.
1.302. X-axis, Y trust polarity discrimination circuit 3
01.302 is a positive value determined by the quadrant of the light receiving position signal.
The tracking direction is determined by determining the negative polarity, and is input as a tracking direction signal to the X-axis and Y-axis motor drive circuits 303 and 304.

速度信号発生回路306は追尾速度信号を発するもので
、速度設定器305で予め設定された追尾速度でもって
、走査手段100が追尾できるようにするものである。
The speed signal generation circuit 306 generates a tracking speed signal, and enables the scanning means 100 to perform tracking at a tracking speed preset by the speed setter 305.

この追尾速度信号は前記X軸、Y軸モータ駆動回路30
3.304へ入力される。この回路は追尾速度信号に応
じた速度で追尾方向信号X、Yの示す方向へ前記XIh
パルスモータ123 、Y軸パルスモータ124を回転
させる。これによってスキャンニング機構120が回動
し、光ビームLBが移動体20の再帰反射体200の中
心部に入射するように光ビーム発生器110の方向が制
御されるようになっている。
This tracking speed signal is transmitted to the X-axis and Y-axis motor drive circuit 30.
3. Input to 304. This circuit moves in the direction indicated by the tracking direction signals X and Y at a speed corresponding to the tracking speed signal XIh.
The pulse motor 123 and the Y-axis pulse motor 124 are rotated. As a result, the scanning mechanism 120 rotates, and the direction of the light beam generator 110 is controlled so that the light beam LB is incident on the center of the retroreflector 200 of the moving body 20.

〈発明が解決しようとする課題〉 前記のような従来の光ビームによる移動体の追尾速度制
御■方法においては、移動体の移動速度が光ビーム発生
手段の追尾速度を予め設定した追尾速度よりも早い場合
には、光ビームが移動体の再帰反射体から外れ、移動体
の追尾ができないようになる。このような状態を回避す
るため、走査手段の追尾速度を高速にすることが考えら
れる。しかし、前記追尾速度を高速の一定値に設定する
こと、移動体の始動、停止、方向変換などの移動体が急
変するときには追尾が不安定となり、場合によっては追
尾が不可能となる問題があった。
<Problems to be Solved by the Invention> In the conventional tracking speed control method of a moving object using a light beam as described above, the moving speed of the moving object is lower than the tracking speed set in advance by the tracking speed of the light beam generating means. If it is too early, the light beam will deviate from the retroreflector of the moving object, making it impossible to track the moving object. In order to avoid such a situation, it is conceivable to increase the tracking speed of the scanning means. However, if the tracking speed is set to a constant high speed, tracking becomes unstable when the moving object suddenly changes such as when it starts, stops, or changes direction, and in some cases, tracking becomes impossible. Ta.

本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、移動体の
移動が急変しても安定に追尾し得る光ビームによる移動
体の追尾速度制御方法を提供することを目的としている
The present invention was devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for controlling the tracking speed of a moving object using a light beam, which allows stable tracking even if the movement of the moving object changes suddenly.

〈課題を解決するための手段〉 本発明に係る光ビームによる移動体の追尾速度制御方法
は、光ビーム発生器と、光ビーム発生器から発射した光
ビームを空間へ向けて走査させる走査手段と、移動体に
設けた再帰反射体により反射し再帰する帰還ビームを受
光検知する受光検知器と、受光検知器の検知出力に基づ
いて移動体の移動方向を判別し走査手段を制御する制御
部とを備えた光ビームによる移動体の追尾方法において
、前記受光検知器によって検出された帰還ビームの受光
位置の変化から移動体と走査した光ビームとの相対角速
度を求め、この相対角速度が零となるように走査手段の
追尾速度を加減速制御するようにしている。
<Means for Solving the Problems> A method for controlling the tracking speed of a moving object using a light beam according to the present invention includes: a light beam generator; a scanning means for scanning a light beam emitted from the light beam generator into space; a light-receiving detector that receives and detects a return beam that is reflected by a retroreflector provided on the moving body and returns back; and a control unit that determines the moving direction of the moving body based on the detection output of the light-receiving detector and controls the scanning means. In the method for tracking a moving object using a light beam, the relative angular velocity between the moving object and the scanned light beam is determined from a change in the light receiving position of the return beam detected by the light receiving detector, and this relative angular velocity becomes zero. The tracking speed of the scanning means is controlled to accelerate or decelerate.

く作用〉 光ビーム発生器から発生した光ビームは空間に向けて発
射されるとともに走査手段により走査される。この光ビ
ームが移動体に設けた再帰反射体に入射すると、帰還ビ
ームとして再帰する。移動体の移動によって帰還ビーム
の受光検知器の受光位置がずれる。この受光位置の変化
方向を極性判別回路で判別し、この判別結果はモータ駆
動回路に追尾方向信号として入力される。一方、前記受
光位置の変化量から、移動体と走査した光ビームの相対
角速度が求められる。この相対角速度は加減速信号とし
て速度信号発生回路に入力され、速度信号発生回路の出
力は追尾速度信号としてモータ駆動回路に入力される。
Effect> The light beam generated from the light beam generator is emitted toward space and is scanned by the scanning means. When this light beam enters a retroreflector provided on the moving object, it returns as a return beam. Due to the movement of the moving object, the light receiving position of the feedback beam receiving detector shifts. The direction of change in the light receiving position is determined by a polarity determining circuit, and the result of this determination is input to the motor drive circuit as a tracking direction signal. On the other hand, the relative angular velocity between the moving body and the scanned light beam is determined from the amount of change in the light receiving position. This relative angular velocity is input to the speed signal generation circuit as an acceleration/deceleration signal, and the output of the speed signal generation circuit is input to the motor drive circuit as a tracking speed signal.

しかしてモータ駆動回路は追尾速度信号に従い、X軸、
Y軸各パルスモータを駆動し、前記相対角速度が零とな
るように走査手段の追尾速度を加減速制御する。
Therefore, the motor drive circuit follows the tracking speed signal,
Each Y-axis pulse motor is driven to accelerate and decelerate the tracking speed of the scanning means so that the relative angular velocity becomes zero.

〈実施例〉 以下本発明の一実施例を図面を参照しつつ説明する。<Example> An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に使用する追尾装置の概要を示す模式的
説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an outline of a tracking device used in the present invention.

本発明に係る追尾装置の固定局10は走査手段100と
制御部400と移動体20に設けた再帰反射体200に
よって構成される。走査手段100と再帰反射体200
とは従来技術と同一構成であり、その詳細説明は省略す
る。制御部400は第2図に示すように、第9図に示す
従来装置の制御部300の入力側にレジスタ403.4
04.405.406と、減算器407.408と、加
減速判別回路409.410とを付加したものである。
A fixed station 10 of a tracking device according to the present invention is constituted by a scanning means 100, a control section 400, and a retroreflector 200 provided on a moving body 20. Scanning means 100 and retroreflector 200
has the same configuration as the prior art, and detailed explanation thereof will be omitted. As shown in FIG. 2, the control section 400 has registers 403.4 on the input side of the control section 300 of the conventional device shown in FIG.
04.405.406, subtracters 407.408, and acceleration/deceleration discrimination circuits 409.410.

上記以外は従来装置の制御部300と同じ構成になって
いる。
Other than the above, the configuration is the same as that of the control unit 300 of the conventional device.

次に本追尾装置を用いた移動体の追尾速度制御方法につ
いて説明する。
Next, a method of controlling the tracking speed of a moving object using this tracking device will be explained.

光ビーム発生器110から発生した光ビームL[lは通
過孔131を通過し、空間に発射され走査される。
The light beam L[l generated from the light beam generator 110 passes through the passage hole 131, is emitted into space, and is scanned.

前記走査された光ビームLBは再帰反射体200の中心
に入射すると、帰還ビームRBとして、光ビームLBと
同じ方向に再帰し、通過孔131に向かう。追尾が完全
に行われている場合には、受光位置センサー132は帰
還ビームRBを受光検知しないか、または受光位置セン
サー132の全象限均等に受光する。しかして移動体2
0が完全追尾の状態から外れようとすると、帰還ビーム
I?Bは通過孔131から外れて受光位置センサー13
2のいずれかの受光素子に入射する。
When the scanned light beam LB enters the center of the retroreflector 200, it returns as a return beam RB in the same direction as the light beam LB and heads toward the passage hole 131. When tracking is complete, the light receiving position sensor 132 does not detect the return beam RB, or the light receiving position sensor 132 receives the feedback beam equally in all quadrants. However, moving object 2
When 0 attempts to deviate from the state of perfect tracking, the return beam I? B is removed from the passage hole 131 and the light receiving position sensor 13
The light is incident on one of the two light receiving elements.

なお、受光位置センサー132の受光素子の位置は座標
によって予め定められており、当該座標に定められてい
る検出信号として検出されるものである。例えば前記受
光素子の位置が第1象限内の場合はχ軸・Y軸方向とも
正掻性であり、受光位置信号はスキャンニング機構12
0の回動方向つまり追尾方向信号を右、上として出力す
る。また前記受光位置が座標の原点であると、受光位置
信号はともに零となり、追尾方向信号を雰として出力す
る。
Note that the position of the light receiving element of the light receiving position sensor 132 is determined in advance by coordinates, and is detected as a detection signal determined by the coordinates. For example, when the position of the light-receiving element is within the first quadrant, there is positive scratching in both the χ-axis and Y-axis directions, and the light-receiving position signal is transmitted to the scanning mechanism 12.
The rotation direction of 0, that is, the tracking direction signal is output as right and top. Further, when the light receiving position is the origin of the coordinates, both the light receiving position signals become zero, and the tracking direction signal is outputted as an atmosphere.

前記受光位置センサー132の検出信号は受光位置信号
として極性判別回路401.402に入力され、追尾方
向信号として出力される。また前記受光位置信号は減算
器407.408に入力されるともに、レジスタ403
.405により保持される。そして移動体20の移動に
伴う新しい受光位置信号がレジスタ/103 、405
に入力されると、その前の旧受光位置信号はレジスタ4
04.406にシフトされる。
The detection signal of the light receiving position sensor 132 is input as a light receiving position signal to polarity determination circuits 401 and 402, and is output as a tracking direction signal. Further, the light receiving position signal is input to subtracters 407 and 408, and is also input to register 403.
.. 405. Then, a new light receiving position signal accompanying the movement of the mobile object 20 is registered in registers /103, 405.
, the previous old light receiving position signal is stored in register 4.
04.406.

減算器407.408では、新しい受光位置信号からレ
ジスタ403.405に保持されたその前の旧受光位置
信号を滅し、この絶対値を受光位置の変化量として出力
し、加減速判別回路409.410に入力される。加減
速判別回路409.410では受光位置の変化量が正の
場合は加速、零の場合は定速、負の場合は減速とばんた
ん、速度信号発生回路・113.414にその判断した
加減速信号を出力する。
The subtracters 407 and 408 erase the previous old light receiving position signal held in the register 403 and 405 from the new light receiving position signal, and output this absolute value as the amount of change in the light receiving position, and the acceleration/deceleration determining circuit 409 and 410 is input. Acceleration/deceleration determination circuits 409 and 410 perform acceleration when the amount of change in the light receiving position is positive, constant speed when it is zero, and deceleration when negative. Output a signal.

次に、速度信号発生回路413.414は前記信号に基
づいてX軸パルスモータ123 、Y軸パルスモータ1
24の回転速度を加減速する追尾速度信号を出力する。
Next, speed signal generation circuits 413 and 414 operate the X-axis pulse motor 123 and the Y-axis pulse motor 1 based on the signals.
A tracking speed signal that accelerates or decelerates the rotation speed of 24 is output.

x軸、Y軸モータ駆動回路415.416は前記追尾信
号及び追尾速度信号に基づいてX軸パルスモータ123
とY軸パルスモータ1241[’J]せしめる。
The x-axis and Y-axis motor drive circuits 415 and 416 drive the X-axis pulse motor 123 based on the tracking signal and tracking speed signal.
and Y-axis pulse motor 1241['J].

また移動体20が停止すると、追尾速度を滅じ、最低速
度設定2S411.412で設定した最低の追尾速度で
もって追尾動作を行う。
Further, when the moving body 20 stops, the tracking speed is reduced and the tracking operation is performed at the lowest tracking speed set in the minimum speed setting 2S411.412.

第3図は異なった実施例を示す制御部500のブロンク
図で、受光検知器130として受光方向センサー133
を使用した場合を示している。制?111部500は第
2図に示した制御部400の入力側に減算器501.5
02を付加したものであり、その他の部分は制御部40
0と同様である。
FIG. 3 is a block diagram of a control unit 500 showing a different embodiment, in which a light receiving direction sensor 133 is used as a light receiving detector 130.
This shows the case where . Regulation? 111 section 500 has a subtracter 501.5 on the input side of the control section 400 shown in FIG.
02 is added, and the other parts are the control unit 40.
Same as 0.

受光方向センサー133で検出された受光素子信号はそ
の原点を挟んで対向する象限毎にそれぞれ減算器501
.502に入力される。
The light-receiving element signal detected by the light-receiving direction sensor 133 is sent to a subtracter 501 for each quadrant facing each other across the origin.
.. 502.

帰還ビームRBが受光方向センサー133の原点より外
れると、受光方向センサー133の受光信号より減算器
501.502は上下及び左右方向の各受光光量差を受
光光量差信号として出力する。帰還ビームRBを受光方
向センサー133の対向する2象限にわたって受光して
いる場合には、帰還ビームRBの中心の原点からのずれ
量と前記受光光量差とが比例関係にある。従って、受光
光量差信号の大きさを比較することによって帰還ビーム
RBの受光位置の変化を知ることができる。前記減算器
501.502からの受光光量差信号は前記制御部40
0に単じて動作するものであり、その他も前記制御部4
00に準じているので、その詳細説明は省略する。
When the feedback beam RB deviates from the origin of the light receiving direction sensor 133, the subtracters 501 and 502 output the received light amount difference in the vertical and horizontal directions as a received light amount difference signal based on the light receiving signal of the light receiving direction sensor 133. When the feedback beam RB is received over two opposing quadrants of the light receiving direction sensor 133, the amount of deviation of the center of the feedback beam RB from the origin is proportional to the difference in the amount of received light. Therefore, by comparing the magnitudes of the received light quantity difference signals, it is possible to know the change in the light receiving position of the feedback beam RB. The received light amount difference signal from the subtracters 501 and 502 is sent to the control unit 40.
0, and the others are also operated by the control section 4.
00, detailed explanation thereof will be omitted.

第4図は受光方向センサー133の動作説明図で、第4
図(A)は受光位置センサー132の平面図、(B)は
ずれ量と追尾速度との関係を示すグラフである。第5図
は受光方向センサー1.33の動作説明図で、(^)は
平面図、(B)は受光光量差と追尾速度との関係を示す
グラフである。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the light receiving direction sensor 133.
Figure (A) is a plan view of the light receiving position sensor 132, and Figure (B) is a graph showing the relationship between the amount of deviation and the tracking speed. FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the light receiving direction sensor 1.33, (^) is a plan view, and (B) is a graph showing the relationship between the difference in the amount of received light and the tracking speed.

第4図(A)において、受光位置センサー132が受光
した帰還ビームRBの受光位置をP、原点0からの受光
位置変化量をdとすると、同図(B)に示すように、受
光位置Pが受光位置センサー132の外縁部rに至るま
では、受光位置変化量dは順次大きくなるので、追尾速
度Vを速くして原点0まで戻す必要がある。しかし外縁
部rを過ぎると帰還ビームRBを受光せず、受光位置P
を判別することができないので、追尾を停止することに
なる。
In FIG. 4(A), if the light receiving position of the feedback beam RB received by the light receiving position sensor 132 is P, and the amount of change in the light receiving position from the origin 0 is d, then as shown in FIG. 4(B), the light receiving position P Until it reaches the outer edge r of the light receiving position sensor 132, the amount of change d in the light receiving position gradually increases, so it is necessary to increase the tracking speed V to return to the origin 0. However, after passing the outer edge r, the feedback beam RB is not received and the light receiving position P
cannot be determined, so tracking will be stopped.

従って追尾速度νは同図(B)破線で示すように零に急
変する。そのために、X軸パルスモータ123及びY軸
パルスモータ124の動作が不安定になる。
Therefore, the tracking speed ν suddenly changes to zero as shown by the broken line in FIG. Therefore, the operations of the X-axis pulse motor 123 and the Y-axis pulse motor 124 become unstable.

このため、この場合は同図(B)実線で示すような特性
となる補正回路を設ける必要がある。
Therefore, in this case, it is necessary to provide a correction circuit that has the characteristics as shown by the solid line in FIG.

これに対して受光方向センサー133では受光位置変化
ldを各象限別への受光光量差で検出するようにしてい
る。以下説明の便宜上、受光方向センサー133は第5
図(八)に示すように、上、下の2象限に分けて制御す
るものとして説明する。
On the other hand, the light receiving direction sensor 133 detects the light receiving position change ld based on the difference in the amount of light received in each quadrant. For convenience of explanation below, the light receiving direction sensor 133 is the fifth
As shown in Figure (8), the explanation will be made assuming that the control is divided into two quadrants, upper and lower.

受光光量差は第5図(A)に示すように、帰還ビームl
?Bの中心を原点0で受光する位置から受光位置が順次
図示矢印方向に移動すると(同図で破線で示す)、帰還
ビームRBの外周縁が原点0に接する位置P1に達する
までは受光光量差が瀬増する。
As shown in FIG. 5(A), the difference in the amount of received light is the return beam l
? When the light receiving position sequentially moves in the direction of the arrow shown in the figure from the position where the center of beam B is received at origin 0 (indicated by the broken line in the same figure), the difference in the amount of received light increases until the outer periphery of the feedback beam RB reaches position P1 where it touches the origin 0. is increasing.

そして帰還ビームRBの外周縁が受光方向センサー13
3の外縁部rに内接する位置))2に達する間は受光光
量差が一定である。さらに前記内接位置から変化すると
、漸残し、外縁部rに外接する位置P3で零となる。な
お受光方向センサー133においては、受光位置変化i
dと追尾速度νは同じである。
The outer periphery of the feedback beam RB is the light receiving direction sensor 13.
The difference in the amount of received light is constant until the position inscribed in the outer edge r of 3)) 2 is reached. Further, when it changes from the inscribed position, it gradually remains and becomes zero at a position P3 circumscribed to the outer edge r. Note that in the light receiving direction sensor 133, the light receiving position change i
d and tracking speed ν are the same.

従って、追尾速度指令信号も瀬滅したあと、追尾動作を
停止する。それ故、受光方向センサー133においては
、前記受光位置センサー132のような象、激な変化は
生じないので、前記の補正回路は必要としない。
Therefore, after the tracking speed command signal also disappears, the tracking operation is stopped. Therefore, in the light-receiving direction sensor 133, the above-mentioned correction circuit is not required because the phenomenon and drastic changes as in the light-receiving position sensor 132 do not occur.

第6図は他の実施例を示す制御部600のプロノり図で
、第3図の制御部500の制御回路を筒略化したもので
ある。即ち、制御部500からレジスタ、減算器及び加
減速判別回路を省いたものである。
FIG. 6 is a schematic diagram of a control section 600 showing another embodiment, in which the control circuit of the control section 500 of FIG. 3 is simplified. That is, the register, subtracter, and acceleration/deceleration determination circuit are omitted from the control section 500.

本実施例では、速度信号を受光方向センサー133の受
光光量差の変化量から求めるのではなく、受光位置の原
点からの距離を直接に速度信号に変化するようになって
いる。
In this embodiment, the speed signal is not obtained from the amount of change in the difference in the amount of light received by the light receiving direction sensor 133, but the distance of the light receiving position from the origin is directly changed into the speed signal.

第7図は受光方向センサー133の一実施例を示す模式
的説明図である。受光方向センサー133は光軸と直交
する平面に各象限別にそれぞれ1個づつ配設されており
、前記受光方向センサー133の前方に集光レンズ13
4が設けられている。集光レンズ134は象限別に4分
割されており、各象限を通過した帰還ビームRBがそれ
ぞれ対応する前記受光方向センサー133に結像するよ
うに構成されている。そして前記集光レンズ134の中
心部は光ビーム発生器110の装着用又は光ビームLB
の通過用としての通過孔131が設けられている。本実
施例による受光方向センサー133は帰還ビームRBの
方向を象限別の単位で受光検知することができ、それに
基づいて移動体20の方向を判別することができる。ま
た原点を挟んで対向する一対の象限に入射する帰還ビー
ムRBの光量の比率から原点と帰還ビームRBの受光位
置の変化量を判別することができる。よって前記受光位
置センサー132と比較して安価に受光検知器を構成す
ることができる。
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram showing one embodiment of the light receiving direction sensor 133. One light receiving direction sensor 133 is disposed in each quadrant on a plane perpendicular to the optical axis, and a condenser lens 13 is provided in front of the light receiving direction sensor 133.
4 are provided. The condensing lens 134 is divided into four quadrants, and is configured such that the feedback beam RB passing through each quadrant is focused on the corresponding light receiving direction sensor 133. The center part of the condensing lens 134 is used for mounting the light beam generator 110 or the light beam LB.
A passage hole 131 is provided for passage of. The light receiving direction sensor 133 according to the present embodiment can detect the direction of the feedback beam RB in each quadrant, and can determine the direction of the moving object 20 based on this. Furthermore, the amount of change in the light receiving position of the origin and the feedback beam RB can be determined from the ratio of the light amounts of the feedback beam RB incident on a pair of quadrants facing each other with the origin in between. Therefore, compared to the light-receiving position sensor 132, the light-receiving detector can be constructed at a lower cost.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は帰還ビームを受光検知器
で受光検知し、検出された帰還ビームの受光位置の変化
から移動体と走査した光ビームとの相対角速度を求め、
これに基づいて光ビームの追尾速度を加減速するように
なっている。それ故、移動体の速度に応じて光ビームの
追尾速度を円滑に変化させることができる。また移動体
の移動急変時にも安定した追尾動作が可能である他、追
尾速度の上限を従来の加減速制御しないものよりも高(
設定することができる。
<Effects of the Invention> As explained above, the present invention detects the return beam by using a light receiving detector, and calculates the relative angular velocity between the moving body and the scanned light beam from the change in the light receiving position of the detected return beam.
Based on this, the tracking speed of the light beam is accelerated or decelerated. Therefore, the tracking speed of the light beam can be smoothly changed according to the speed of the moving object. In addition, stable tracking is possible even when the movement of a moving object suddenly changes, and the upper limit of tracking speed is higher than that of conventional models without acceleration/deceleration control.
Can be set.

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

第1図〜第7図は本発明に係る図面で、第1図は追尾装
置の概略説明図、第2図は制御部のブロック図、第4図
は受光位置センサーの動作説明図、第5図は受光方向セ
ンサーの動作説明図、第6図は第3図の異なる実施例を
示す制御部のブロック図、第7図は受光方向センサーの
他の実施例を示す模式的説明図、第8図、第9図は従来
の追尾装置の概要説明図である。 100  ・・・走査手段 110  ・・・光ビーム発生器 120  ・・・スキャンニング機構 132 ・・・受光位置センサー 133  ・・・受光方向センサー 200  ・・・再帰反射体 400.500.600  ・・・制御部特許出願人 
   日立機電工業株式会社代理人  弁理士 大 西
 孝 治 第1図 132受フu4iF口ご才二ンザ (B) 第7図 特許庁長官  吉 1)文 毅 殴 1. 事件の表示 昭和63年特許願第111343号
2、発明の名称 光ビームによる移動体の追尾速度制御方法3、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住  所  尼惰市下坂部3丁目11番1号氏名(名称
)日立機電工業株式会社 代表者  今村好信 4、代理人 住 所 大阪市東区谷町5丁目32番地の16、 補正
の対象 ■明細書Or発明の詳細な説明」の欄 7、 補正の内容 ■明細書筒3頁第3行「発生する光ビームし8の光軸と
」をtそれぞれの光軸が1に補正する。 ■明細書筒3頁第8行〜第3頁第10行try軸方向ち
回動させるY軸パルスモータ124とY軸パルスモータ
124に取付けられ枠体122をjをfy軸方向に回動
させるY軸パルスモータ124と枠体をjに補正する。 ■明細書筒6頁第14行〜第6頁第15行r方向変換な
どの移動体が急変するときにはjをr方向変換など、移
動体の運動又は移動方向が急変するときには」に補正す
る。 ■明細書筒6頁第18行「移動体の移動が急変してもj
を「移動体の運動もしくは移動方向が急変しても」に補
正する。 ■明細書第11頁第5行「はんだん」を「判断」に補正
する。 ■明細書第12頁第19行r受光方向センサー133j
をr受光位置センサー132」に補正する。 ■明細書第14頁第10行「位置P2に達する間はjを
「位ffi P 2に達するまでの間は」に補正する。
1 to 7 are drawings according to the present invention, in which FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the tracking device, FIG. 2 is a block diagram of the control section, FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the light receiving position sensor, and FIG. 6 is a block diagram of a control section showing a different embodiment from FIG. 3; FIG. 7 is a schematic explanatory diagram showing another embodiment of the light receiving direction sensor; FIG. 9 are schematic explanatory diagrams of a conventional tracking device. 100...Scanning means 110...Light beam generator 120...Scanning mechanism 132...Light receiving position sensor 133...Light receiving direction sensor 200...Retroreflector 400.500.600... Control unit patent applicant
Hitachi Kiden Kogyo Co., Ltd. Agent Patent Attorney Takaharu Ohnishi Figure 1 132 U4iF Kuchigosai Nza (B) Figure 7 Commissioner of the Patent Office Yoshi 1) Takeshi Moon 1. Display of the case Patent Application No. 111343 filed in 1988 2 Title of the invention Method for controlling the tracking speed of a moving object using a light beam 3 Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant address 3-11 Shimosakabe, Amina City No. 1 Name: Hitachi Kiden Kogyo Co., Ltd. Representative: Yoshinobu Imamura 4, Agent address: 16-16, Tanimachi 5-32, Higashi-ku, Osaka, Subject of amendment: Column 7 of “Specification or Detailed Description of the Invention” Contents of correction - Correct the third line of page 3 of the specification cylinder, ``The optical axis of the generated light beam and the optical axis of 8'' to 1, so that each optical axis is 1. ■Y-axis pulse motor 124 that rotates the statement tube in the try-axis direction from page 3, line 8 to page 3, line 10.The Y-axis pulse motor 124 is attached to the Y-axis pulse motor 124 and rotates the frame 122 in the fy-axis direction. Correct the Y-axis pulse motor 124 and frame to j. (2) When the moving object changes suddenly, such as from page 6, line 14 of the specification cylinder to r-direction change, j is corrected to ``When the movement or movement direction of the moving object changes suddenly, such as when r-direction change, etc.''. ■Page 6 of the specification cylinder, line 18: “Even if the movement of the moving object suddenly changes,
is corrected to ``even if the motion or direction of movement of the moving object suddenly changes''. ■Correct "solder" in line 5 of page 11 of the specification to "judgment". ■Specification page 12 line 19 r Light receiving direction sensor 133j
r light receiving position sensor 132''. ■Page 14, line 10 of the specification: ``While reaching position P2, j is corrected to ``until position ffi P2 is reached.''

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光ビーム発生器と、光ビーム発生器から発射した
光ビームを空間へ向けて走査させる走査手段と、移動体
に設けた再帰反射体により反射し再帰する帰還ビームを
受光検知する受光検知器と、受光検知器の検知出力に基
づいて移動体の移動方向を判別し走査手段を制御する制
御部とを備えた光ビームによる移動体の追尾方法におい
て、前記受光検知器によって検出された帰還ビームの受
光位置の変化から光ビーム走査手段の回動中心からみた
移動体の角速度と走査した光ビームの角速度との差を求
め、この角速度差が零となるように走査手段の追尾速度
を加減速制御するようにしたことを特徴とする光ビーム
による移動体の追尾速度制御方法。
(1) A light beam generator, a scanning means that scans the light beam emitted from the light beam generator toward space, and a light reception detection that detects the return beam that is reflected and returned by a retroreflector provided on a moving object. In a method for tracking a moving object using a light beam, the method includes a controller that determines the moving direction of the moving object based on the detection output of the light-receiving detector and controls a scanning means, wherein the feedback detected by the light-receiving detector is The difference between the angular velocity of the moving object and the angular velocity of the scanned light beam as seen from the center of rotation of the light beam scanning means is determined from the change in the light receiving position of the beam, and the tracking speed of the scanning means is increased so that this angular velocity difference becomes zero. A method for controlling the tracking speed of a moving object using a light beam, characterized in that the speed is controlled to be decelerated.
JP63111343A 1988-05-07 1988-05-07 Method of controlling tracking speed of moving body by light beam Expired - Lifetime JPH0762707B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015001450A (en) * 2013-06-14 2015-01-05 株式会社トプコン Air vehicle guidance system, and air vehicle guidance method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55122172A (en) * 1979-03-16 1980-09-19 Tatsumi Hashimoto Controller for flying body to moving target

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