JPH0248069B2 - - Google Patents
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- JPH0248069B2 JPH0248069B2 JP57090836A JP9083682A JPH0248069B2 JP H0248069 B2 JPH0248069 B2 JP H0248069B2 JP 57090836 A JP57090836 A JP 57090836A JP 9083682 A JP9083682 A JP 9083682A JP H0248069 B2 JPH0248069 B2 JP H0248069B2
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- light reflecting
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、移動体の位置検知装置に関し特に
たとえば自動車や工場内の無人移動搬送装置や飛
行機等の移動体の位置を検知する装置に関する。
たとえば自動車や工場内の無人移動搬送装置や飛
行機等の移動体の位置を検知する装置に関する。
従来、自動車や飛行機等の移動体の現在位置を
検知する装置として次のようなものがあつた。す
なわち、地上の複数箇所に電波の送信源を設置し
ておく。そして、移動体ではその電波を受信し、
受信方位などから移動体の現在の位置を演算す
る。このような位置検知装置では、複数の送信装
置が必要であるため、高価になつてしまう。ま
た、送信装置を常時正常に動作させるために、頻
繁に点検や保守を行なわなければならないという
欠点があつた。特に、飛行場のように屋外で用い
られる場合は、送信装置の設置環境が厳しいもの
となるため、常時点検や保守が必要となる。さら
に、上述のような位置検知装置は電波を検知媒体
としているため、電波法の規制を受けるという欠
点があつた。
検知する装置として次のようなものがあつた。す
なわち、地上の複数箇所に電波の送信源を設置し
ておく。そして、移動体ではその電波を受信し、
受信方位などから移動体の現在の位置を演算す
る。このような位置検知装置では、複数の送信装
置が必要であるため、高価になつてしまう。ま
た、送信装置を常時正常に動作させるために、頻
繁に点検や保守を行なわなければならないという
欠点があつた。特に、飛行場のように屋外で用い
られる場合は、送信装置の設置環境が厳しいもの
となるため、常時点検や保守が必要となる。さら
に、上述のような位置検知装置は電波を検知媒体
としているため、電波法の規制を受けるという欠
点があつた。
それゆえに、この発明の主たる目的は、安価で
かつ点検や保守の必要がほとんどなく、電波法に
よる規制を全く受けないような移動体の位置検知
装置を提供することである。
かつ点検や保守の必要がほとんどなく、電波法に
よる規制を全く受けないような移動体の位置検知
装置を提供することである。
この発明は、要約すれば、移動体から発生した
光ビームを回動方向に走査することによつて移動
体の位置を検知する装置であつて、入射光方向に
光を反射する光反射手段を移動体とは離れた少な
くとも３箇所に固定し、移動体には、光ビーム発
生手段とその光ビームを走査する光ビーム走査手
段と光反射手段からの反射光を受光する受光手段
とを設け、さらに受光手段の受光出力に基づいて
移動体を中心とする３つの光反射手段間の開き角
を検出し、その検出した開き角と予め限定された
光反射手段の位置情報とに基づいて移動体の位置
を演算するようにしたものである。
光ビームを回動方向に走査することによつて移動
体の位置を検知する装置であつて、入射光方向に
光を反射する光反射手段を移動体とは離れた少な
くとも３箇所に固定し、移動体には、光ビーム発
生手段とその光ビームを走査する光ビーム走査手
段と光反射手段からの反射光を受光する受光手段
とを設け、さらに受光手段の受光出力に基づいて
移動体を中心とする３つの光反射手段間の開き角
を検出し、その検出した開き角と予め限定された
光反射手段の位置情報とに基づいて移動体の位置
を演算するようにしたものである。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は、図面を参照して行なう以下の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。
徴は、図面を参照して行なう以下の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。
第１図は後述するこの発明の実施例の原理を説
明するための図である。図において、最終的に求
めるものは、移動体Ｖの位置と移動方位である。
そして、移動体の位置はxy直角座標系の座標
（xv、yv）として求められる。また、移動体Ｖの
移動方位は、ｙ軸（好ましくは東西南北のいずれ
かの方角とされる）からの角度情報φとして求め
られる。この移動体Ｖには、たとえばレーザなど
の鋭い指向性を有する光ビームを発生する光ビー
ム発生手段と、その光ビームを外部に走査する光
ビーム走査手段と、後述する光反射手段Ａ，Ｂお
よびＣからの反射光を受光する受光手段とを含
む。
明するための図である。図において、最終的に求
めるものは、移動体Ｖの位置と移動方位である。
そして、移動体の位置はxy直角座標系の座標
（xv、yv）として求められる。また、移動体Ｖの
移動方位は、ｙ軸（好ましくは東西南北のいずれ
かの方角とされる）からの角度情報φとして求め
られる。この移動体Ｖには、たとえばレーザなど
の鋭い指向性を有する光ビームを発生する光ビー
ム発生手段と、その光ビームを外部に走査する光
ビーム走査手段と、後述する光反射手段Ａ，Ｂお
よびＣからの反射光を受光する受光手段とを含
む。
一方、移動体Ｖとは離れて３つの光反射手段
Ａ，ＢおよびＣが設けられる。これら光反射手段
ＡないしＣは、たとえば飛行場などの屋外では地
上に固定され、工場などの屋内では天井や壁など
に固定される。そして、光反射手段ＡないＣはほ
ぼ同じ高さとなるように位置決めされる。ここ
で、光反射手段ＡないしＣは入射した光の方向に
その入射光を反射するという光学的性質が必要と
される。たとえば、四面体のプリズムを複数個組
合わせることによつてそのような光学的性質を得
ることができる。これは、いわゆるコーナキユー
ブと呼ばれるもので、市販されている。
Ａ，ＢおよびＣが設けられる。これら光反射手段
ＡないしＣは、たとえば飛行場などの屋外では地
上に固定され、工場などの屋内では天井や壁など
に固定される。そして、光反射手段ＡないＣはほ
ぼ同じ高さとなるように位置決めされる。ここ
で、光反射手段ＡないしＣは入射した光の方向に
その入射光を反射するという光学的性質が必要と
される。たとえば、四面体のプリズムを複数個組
合わせることによつてそのような光学的性質を得
ることができる。これは、いわゆるコーナキユー
ブと呼ばれるもので、市販されている。
前述のように、移動体Ｖからは光ビームが走査
されるが、この走査面は光反射手段ＡないしＣが
形成される平面と等しく選ばれる。したがつて、
移動体Ｖから出た光は光反射手段Ｂ，ＣおよびＡ
に順次入射する。光反射手段ＡないしＣは移動体
Ｖから入射した光をその入射方向すなわち移動体
Ｖの方向に反射する。したがつて、移動体Ｖで
は、光反射手段Ｂ，ＣおよびＡから順次反射され
る光ビームを受光し、そのときの光ビームの投光
方向を測定することによつて、移動体Ｖを中心と
する光反射手段ＢとＣとの開き角βおよび光反射
手段ＣとＡとの開き角αを知ることができる。そ
の目的では、移動体Ｖには、さらに受光手段とこ
の受光手段の受光出力に基づいて光反射手段Ａな
いしＣ間の開き角を検出する開き角検出手段とが
設けられる。
されるが、この走査面は光反射手段ＡないしＣが
形成される平面と等しく選ばれる。したがつて、
移動体Ｖから出た光は光反射手段Ｂ，ＣおよびＡ
に順次入射する。光反射手段ＡないしＣは移動体
Ｖから入射した光をその入射方向すなわち移動体
Ｖの方向に反射する。したがつて、移動体Ｖで
は、光反射手段Ｂ，ＣおよびＡから順次反射され
る光ビームを受光し、そのときの光ビームの投光
方向を測定することによつて、移動体Ｖを中心と
する光反射手段ＢとＣとの開き角βおよび光反射
手段ＣとＡとの開き角αを知ることができる。そ
の目的では、移動体Ｖには、さらに受光手段とこ
の受光手段の受光出力に基づいて光反射手段Ａな
いしＣ間の開き角を検出する開き角検出手段とが
設けられる。
ここで、移動体Ｖ、光反射手段Ａ、光反射手段
Ｃに注目すると、その３点を通る１つの円１を描
くことができる。この円１の軌跡を示す方程式
は、光反射手段ＡおよびＣの位置情報とその開き
角αとによつて容易に求めることができる。なぜ
ならば、或る点から見た光反射手段ＡおよびＣの
開き角がαである場合、その或る点は必ず円１上
に位置するからである。すなわち、同じ円上の異
なる３点のうち２点の位置と他の１点から見た２
点の開き角がわかればその３点を通る円の方程式
を求めることができる。同様に、移動体Ｖおよび
光反射手段Ｃおよび光反射手段Ｂを通る円２の方
程式も、光反射手段ＣおよびＢの位置情報と移動
体Ｖから見た光反射手段ＣおよびＢ間の開き角β
とによつて容易に求めることができる。
Ｃに注目すると、その３点を通る１つの円１を描
くことができる。この円１の軌跡を示す方程式
は、光反射手段ＡおよびＣの位置情報とその開き
角αとによつて容易に求めることができる。なぜ
ならば、或る点から見た光反射手段ＡおよびＣの
開き角がαである場合、その或る点は必ず円１上
に位置するからである。すなわち、同じ円上の異
なる３点のうち２点の位置と他の１点から見た２
点の開き角がわかればその３点を通る円の方程式
を求めることができる。同様に、移動体Ｖおよび
光反射手段Ｃおよび光反射手段Ｂを通る円２の方
程式も、光反射手段ＣおよびＢの位置情報と移動
体Ｖから見た光反射手段ＣおよびＢ間の開き角β
とによつて容易に求めることができる。
上述のようにして求めた円１の方程式と円２の
方程式とを連立方程式として、移動体の位置座標
を未知数とする解を求めれば、円１と円２との交
点の位置、すなわち移動体Ｖと光反射手段Ｃとの
位置を求めることができる。光反射手段Ｃの位置
は予めわかつているため、求めた根から光反射手
段Ｃの位置を除けば、移動体Ｖの位置を得ること
ができる。
方程式とを連立方程式として、移動体の位置座標
を未知数とする解を求めれば、円１と円２との交
点の位置、すなわち移動体Ｖと光反射手段Ｃとの
位置を求めることができる。光反射手段Ｃの位置
は予めわかつているため、求めた根から光反射手
段Ｃの位置を除けば、移動体Ｖの位置を得ること
ができる。
上述のような演算をする目的で、移動体Ｖに
は、演算手段が設けられる。そして、この演算手
段には、光反射手段ＡないしＣの位置情報が予め
設定されている。また、開き角検出手段によつて
検出された開き角が与えられる。
は、演算手段が設けられる。そして、この演算手
段には、光反射手段ＡないしＣの位置情報が予め
設定されている。また、開き角検出手段によつて
検出された開き角が与えられる。
なお、移動体Ｖの移動方位φは後述するよう
に、移動体Ｖの位置がわかれば容易に求めること
ができる。
に、移動体Ｖの位置がわかれば容易に求めること
ができる。
次に、移動体Ｖの位置および移動方位の演算に
ついてさらに詳細に説明する。
ついてさらに詳細に説明する。
まず、移動体Ｖの演算手段には以下の情報が設
定される。
定される。
（xa、ya）…光反射手段Ａの位置情報
（xb、yb）…光反射手段Ｂの位置情報
（xc、yc）…光反射手段Ｃの位置情報
εA…光反射手段ＡをＣとを結ぶ線分がｘ軸とな
す角度 εB…光反射手段ＣとＢとを結ぶ線分がｘ軸とな
す角度 lA…光反射手段ＡとＣとの間の距離 lB…光反射手段ＣとＢとの間の距離 ただし、εA、εB、εCは、それぞれ、光反射手
段Ａ，Ｂ，Ｃの座標から計算で求めることもでき
る。
す角度 εB…光反射手段ＣとＢとを結ぶ線分がｘ軸とな
す角度 lA…光反射手段ＡとＣとの間の距離 lB…光反射手段ＣとＢとの間の距離 ただし、εA、εB、εCは、それぞれ、光反射手
段Ａ，Ｂ，Ｃの座標から計算で求めることもでき
る。
まず、移動体Ｖからの光ビームの走査によつて
移動体Ｖの移動方向に対する光反射手段Ａ，Ｂ，
Ｃのそれぞれの開き角θA，θB，θCが測定され
る。次に、移動体Ｖから見た光反射手段ＡとＣと
の開き角αおよび移動体Ｖから見た光反射手段Ｃ
とＢとの開き角βが次式(1)および(2)によつて求め
られる。
移動体Ｖの移動方向に対する光反射手段Ａ，Ｂ，
Ｃのそれぞれの開き角θA，θB，θCが測定され
る。次に、移動体Ｖから見た光反射手段ＡとＣと
の開き角αおよび移動体Ｖから見た光反射手段Ｃ
とＢとの開き角βが次式(1)および(2)によつて求め
られる。
α＝｜θA−θC｜ ……(1)
β＝｜θB−θC｜ ……(2)
また、円１および２の半径γAおよびγBは次式
(3)および(4)によつて求められる。
(3)および(4)によつて求められる。
γAtanα＝lA／２より
γA＝（lA／２）cotα ……(3)
γBtanβ＝lB／２より
γB＝（lB／２）cotβ ……(4)
ここで、計算を簡単化するため、光反射手段Ｃ
を原点とするXY座標系で考える。XY座標系で
の円１の中心OAの座標（XA、YA）は、次式(5)
および(6)によつて求められる。
を原点とするXY座標系で考える。XY座標系で
の円１の中心OAの座標（XA、YA）は、次式(5)
および(6)によつて求められる。
XA＝−γAcos（π／２−α−εA）
＝γAsin（εA＋α） ……(5)
YA＝γAsin（π／２−α−εA）
＝γAcos（εA＋α） ……(6)
XY座標系での円２の中心OBの座標（XB、
YB）も同様にして次式(7)および(8)によつて求め
られる。
YB）も同様にして次式(7)および(8)によつて求め
られる。
XB＝γBcos（π／２−β＋εB）
＝γBsin（εB−β） ……(7)
YB＝γBsin（π／２−β＋εB）
＝γBcos（εB−β） ……(8)
ここで、円１および２の方程式は、それぞれ、
次式(9)および(10)となる。
次式(9)および(10)となる。
（Xv−XA）2＋（Yv−YA）2＝（γA）2 ……(9)
（Xv−XB）2＋（Yv−YB）2＝（γB）2……(10)
XvおよびYvを未知数として上述の(9)および(10)
式の連立方程式を解くとXY座標系での移動体Ｖ
の位置（Xv、Yv）が得られる。ここで、xv＝
xc＋Xv、yv＝yc＋Yvであるから、xy座標系で
の移動体Ｖの位置（xv、yv）は、次式(11)および
(12)となる。
式の連立方程式を解くとXY座標系での移動体Ｖ
の位置（Xv、Yv）が得られる。ここで、xv＝
xc＋Xv、yv＝yc＋Yvであるから、xy座標系で
の移動体Ｖの位置（xv、yv）は、次式(11)および
(12)となる。
xv＝xc＋Xv＝xc＋２（YA−YB）（XBYA−XAYB）／［（YA
−YB）2＋（XA−XB）2］……(11) yv＝yc＋Yv＝yc＋２（YA−YB）（XBYA−XAYB）／［（YA
−YB）2＋（XA−XB）2］……(12) ただし、 XA＝（lA／２）cotαsin（εA＋α） YA＝（lA／２）cotαcos（εA＋α） XB＝（lB／２）cotβsin（εB−β） YB＝（lB−２）cotβcos（εB−β） εA＝tan-1［（ya−yc）／（xa−xc）］ εB＝tan-1［（yb−yc）／（xb−xc）］ lA＝√（−）2（−）2 lB＝√（−）2＋（−）2 次に、移動体Ｖの移動方位φが求められる。ま
ず、移動体Ｖと光反射手段Ａとを結ぶ線分とｘ軸
とがなす角度ξが次式（13）によつて求められ
る。
−YB）2＋（XA−XB）2］……(11) yv＝yc＋Yv＝yc＋２（YA−YB）（XBYA−XAYB）／［（YA
−YB）2＋（XA−XB）2］……(12) ただし、 XA＝（lA／２）cotαsin（εA＋α） YA＝（lA／２）cotαcos（εA＋α） XB＝（lB／２）cotβsin（εB−β） YB＝（lB−２）cotβcos（εB−β） εA＝tan-1［（ya−yc）／（xa−xc）］ εB＝tan-1［（yb−yc）／（xb−xc）］ lA＝√（−）2（−）2 lB＝√（−）2＋（−）2 次に、移動体Ｖの移動方位φが求められる。ま
ず、移動体Ｖと光反射手段Ａとを結ぶ線分とｘ軸
とがなす角度ξが次式（13）によつて求められ
る。
ξ＝tan-1［（yv−ya）／（xv−xa）］
……（13） ここで、φ＋θA＋ξ＝3/2πであるから、移動
体Ｖの移動方位φは次式（14）によつて求められ
る。
……（13） ここで、φ＋θA＋ξ＝3/2πであるから、移動
体Ｖの移動方位φは次式（14）によつて求められ
る。
φ＝3/2π−θA−ξ ……（14）
第２図は移動体Ｖに設けられる光ビーム発生手
段、光ビーム走査手段、受光手段および開き角検
出手段の一例を示す外観図である。図において、
円筒３の上板４の中心部には、回転軸５が固着さ
れる。したがつて、円筒３は回転軸５の回転に応
じて回転される。また、円筒３の側面には、孔６
が形成される。円筒３内部には、後述するように
半導体レーザが設けられており、そのレーザ光は
孔６を通して外部に投射される。また、この孔６
の両側部には、光反射手段ＡないしＣからの反射
光を受光するための受光部（たとえばフオトダイ
オードやフオトランジスタ）７および８が設けら
れる。円筒３の下板（図示せず）の中央部には、
図示しないが軸が固着される。この軸は円筒３の
回転に応じて回転する。そして、この軸はロータ
リエンコーダ９に連結され、円筒３の回転がロー
タリエンコーダ９に伝達される。このロータリエ
ンコーダ９は円筒３から伝達された回転によつて
円筒３の回転角、かつしたがつてレーザ光の投射
角を検出する。ロータリエンコーダ９は、好まし
くは、アブソリユートタイプのものが用いられ、
基準の方向に対するレーザ光の投射角を検出す
る。この基準の方向は、たとえば移動体Ｖの移動
方向に設定される。
段、光ビーム走査手段、受光手段および開き角検
出手段の一例を示す外観図である。図において、
円筒３の上板４の中心部には、回転軸５が固着さ
れる。したがつて、円筒３は回転軸５の回転に応
じて回転される。また、円筒３の側面には、孔６
が形成される。円筒３内部には、後述するように
半導体レーザが設けられており、そのレーザ光は
孔６を通して外部に投射される。また、この孔６
の両側部には、光反射手段ＡないしＣからの反射
光を受光するための受光部（たとえばフオトダイ
オードやフオトランジスタ）７および８が設けら
れる。円筒３の下板（図示せず）の中央部には、
図示しないが軸が固着される。この軸は円筒３の
回転に応じて回転する。そして、この軸はロータ
リエンコーダ９に連結され、円筒３の回転がロー
タリエンコーダ９に伝達される。このロータリエ
ンコーダ９は円筒３から伝達された回転によつて
円筒３の回転角、かつしたがつてレーザ光の投射
角を検出する。ロータリエンコーダ９は、好まし
くは、アブソリユートタイプのものが用いられ、
基準の方向に対するレーザ光の投射角を検出す
る。この基準の方向は、たとえば移動体Ｖの移動
方向に設定される。
第３図は第２図の実施例の光学系を示す図であ
る。図において、円筒３の内周壁には、半導体レ
ーザ１０が設けられる。この半導体レーザ１０か
ら出射したレーザ光はレンズ１１によつて拡散さ
れ、さらにレンズ１２によつて平行光とされる。
この平光行は円筒３に形成された孔６を通つて外
部に投射される。なお、受光部７および８は、光
反射手段ＡないしＣから反射された光を受光する
ためのものであるが、これらの代えてビームスプ
リツタ２２およびこのビームスプリツタ２２によ
つて反射される光反射手段ＡないしＣからの光を
受光する受光部２３を設けてもよい。
る。図において、円筒３の内周壁には、半導体レ
ーザ１０が設けられる。この半導体レーザ１０か
ら出射したレーザ光はレンズ１１によつて拡散さ
れ、さらにレンズ１２によつて平行光とされる。
この平光行は円筒３に形成された孔６を通つて外
部に投射される。なお、受光部７および８は、光
反射手段ＡないしＣから反射された光を受光する
ためのものであるが、これらの代えてビームスプ
リツタ２２およびこのビームスプリツタ２２によ
つて反射される光反射手段ＡないしＣからの光を
受光する受光部２３を設けてもよい。
以上のような構成において、回転軸５が回転す
ると、円筒３かつしたがつてその内部の光学系も
回転し、レーザ光の走査が行なわれる。また、円
筒３の回転に伴つてロータリエンコーダ９がその
回転角度を検出し、移動体Ｖの移動方向に対する
レーザ光の投射角度を検出する。
ると、円筒３かつしたがつてその内部の光学系も
回転し、レーザ光の走査が行なわれる。また、円
筒３の回転に伴つてロータリエンコーダ９がその
回転角度を検出し、移動体Ｖの移動方向に対する
レーザ光の投射角度を検出する。
第４図はこの発明の一実施例の好ましいブロツ
ク図である。図において、ORゲート１３には、
受光部７および８から受光出力が与えられる。こ
のORゲート１３の出力はリングカウンタ１４に
与えられるとともに、ANDゲート１５の一方入
力に与えられる。このANDゲート１５の他方入
力には、ロータリエンコーダ９の角度検出出力が
与えられる。すなわち、受光部７および８のOR
出力によつてロータリエンコーダ９の出力が取込
まれる。ANDゲート１５の出力はレジスタ１６，
１７および１８に与えられる。これらレジスタ１
６ないし１８には、リングカウンタ１４の各ビツ
ト出力が個別に与えられる。このビツト出力はレ
ジスタ１６ないし１８の書込制御信号として作用
する。すなわち、リングカウンタ１４が歩進する
ごとにレジスタ１６ないし１８がレジスタ１６→
レジスタ１７→１８の順で書込可能とされる。こ
れらレジスタ１６ないし１８の出力はCPU１９
に与えられる。このCPU１９には、メモリ２０
が接続される。このメモリ２０には、光反射手段
ＡないしＣの位置情報や移動体Ｖの位置と移動方
位の演算のための演算プログラム等が格納され
る。したがつて、CPU１９はレジスタ１６ない
し１８から与えられる情報に基づいて移動体Ｖの
位置情報や移動方位の演算を行なう。さらに、こ
のCPU１９には、利用装置２１が接続される。
この利用装置２１は、CPU１９によつて求めら
れた位置情報あるいは移動方位を利用するための
装置であり、たとえば自動操縦装置や表示装置等
を含む。
ク図である。図において、ORゲート１３には、
受光部７および８から受光出力が与えられる。こ
のORゲート１３の出力はリングカウンタ１４に
与えられるとともに、ANDゲート１５の一方入
力に与えられる。このANDゲート１５の他方入
力には、ロータリエンコーダ９の角度検出出力が
与えられる。すなわち、受光部７および８のOR
出力によつてロータリエンコーダ９の出力が取込
まれる。ANDゲート１５の出力はレジスタ１６，
１７および１８に与えられる。これらレジスタ１
６ないし１８には、リングカウンタ１４の各ビツ
ト出力が個別に与えられる。このビツト出力はレ
ジスタ１６ないし１８の書込制御信号として作用
する。すなわち、リングカウンタ１４が歩進する
ごとにレジスタ１６ないし１８がレジスタ１６→
レジスタ１７→１８の順で書込可能とされる。こ
れらレジスタ１６ないし１８の出力はCPU１９
に与えられる。このCPU１９には、メモリ２０
が接続される。このメモリ２０には、光反射手段
ＡないしＣの位置情報や移動体Ｖの位置と移動方
位の演算のための演算プログラム等が格納され
る。したがつて、CPU１９はレジスタ１６ない
し１８から与えられる情報に基づいて移動体Ｖの
位置情報や移動方位の演算を行なう。さらに、こ
のCPU１９には、利用装置２１が接続される。
この利用装置２１は、CPU１９によつて求めら
れた位置情報あるいは移動方位を利用するための
装置であり、たとえば自動操縦装置や表示装置等
を含む。
動作において、第２図に示す回転軸５が回転さ
れ、レーザ光の走査が行なわれる。このとき、ロ
ータリエンコーダ９からは移動体Ｖの移動方向に
対するレーザ光の投射角度が順次出力される。こ
こで、移動体Ｖから出たレーザ光が光反射手段Ｂ
に入射したとすると、光反射手段Ｂはその入射光
を移動体Ｖ方向に反射する。この反射光は受光部
７あるいは８によつて検知され、ORゲート１３
の出力がハイレベルとなる。したがつて、リング
カウンタ１４が歩進され、たとえばレジスタ１６
が書込可能とされる。また、ORゲート１５が開
成され、ロータリエンコーダ９からの角度情報が
レジスタ１６に格納される。このとき、レジスタ
１６に取込まれた角度情報は、移動体Ｖの移動方
向に対するレーザ光の投射角度であるとともに、
移動体Ｖの移動方向に対する光反射手段Ｂの開き
度θBである。さらに、レーザ光の走査が行なわ
れ、レーザ光が光反射手段Ｃに入射すると、再び
リングカウンタ１４が歩進され、レジスタ１７が
書込可能とされる。したがつて、レジスタ１７に
ロータリエンコーダ９からの角度情報が格納され
る。このときの角度情報は移動体Ｖの移動方向に
対する光反射手段Ｃの開き角θCである。さらに、
レーザ光の走査が行なわれ、そのレーザ光が光反
射手段Ａに入射すると、今後は移動体Ｖの移動方
向に対する光反射手段Ａの開き角θAがレジスタ
１８に格納される。
れ、レーザ光の走査が行なわれる。このとき、ロ
ータリエンコーダ９からは移動体Ｖの移動方向に
対するレーザ光の投射角度が順次出力される。こ
こで、移動体Ｖから出たレーザ光が光反射手段Ｂ
に入射したとすると、光反射手段Ｂはその入射光
を移動体Ｖ方向に反射する。この反射光は受光部
７あるいは８によつて検知され、ORゲート１３
の出力がハイレベルとなる。したがつて、リング
カウンタ１４が歩進され、たとえばレジスタ１６
が書込可能とされる。また、ORゲート１５が開
成され、ロータリエンコーダ９からの角度情報が
レジスタ１６に格納される。このとき、レジスタ
１６に取込まれた角度情報は、移動体Ｖの移動方
向に対するレーザ光の投射角度であるとともに、
移動体Ｖの移動方向に対する光反射手段Ｂの開き
度θBである。さらに、レーザ光の走査が行なわ
れ、レーザ光が光反射手段Ｃに入射すると、再び
リングカウンタ１４が歩進され、レジスタ１７が
書込可能とされる。したがつて、レジスタ１７に
ロータリエンコーダ９からの角度情報が格納され
る。このときの角度情報は移動体Ｖの移動方向に
対する光反射手段Ｃの開き角θCである。さらに、
レーザ光の走査が行なわれ、そのレーザ光が光反
射手段Ａに入射すると、今後は移動体Ｖの移動方
向に対する光反射手段Ａの開き角θAがレジスタ
１８に格納される。
CPU１９は、レジスタ１６ないし１８から角
度情報θB，θC、θAを続出し、前述の(1)および(2)
式の演算を行ない開き角αおよびβを求める。以
下、(3)ないし(12)式の演算を行ない、移動体Ｖの位
置とその移動方位との演算を行なう。
度情報θB，θC、θAを続出し、前述の(1)および(2)
式の演算を行ない開き角αおよびβを求める。以
下、(3)ないし(12)式の演算を行ない、移動体Ｖの位
置とその移動方位との演算を行なう。
以上のごとく、上述の実施例では、地上に従来
のような送信装置を設ける必要はなく、簡単かつ
安価な位置検知装置が得られる。また、光反射手
段は送信装置のような面倒な点検や保守を何ら必
要としない。さらに、検知媒体として用いられる
光は相互に干渉しないため、無数の移動体Ｖが同
時に光反射手段ＡないしＣを利用して位置検知を
することができる。
のような送信装置を設ける必要はなく、簡単かつ
安価な位置検知装置が得られる。また、光反射手
段は送信装置のような面倒な点検や保守を何ら必
要としない。さらに、検知媒体として用いられる
光は相互に干渉しないため、無数の移動体Ｖが同
時に光反射手段ＡないしＣを利用して位置検知を
することができる。
なお、上述の実施例では、移動体Ｖに対す光反
射手段ＡないしＣの開き角を検出するためにアブ
ソリユートタイプのロータリエンコーダを用いた
が、これに代えてインクメンタルタイプのロータ
リエンコーダを用いてもよい。この場合、インク
メンタルタイプのロータリエンコーダから出力さ
れるパルス数をカウントし、そのカウント値に基
づいて角度を求めればよい。さらに、このような
カウント手段を設けるならば、回転軸５をパルス
モータなどで駆動し、そのパルスモータに与える
バルス数をカウンタ手段でカウントすることによ
つて角度情報を求めてもよい。この場合、ロータ
リエンコーダは不要となる。
射手段ＡないしＣの開き角を検出するためにアブ
ソリユートタイプのロータリエンコーダを用いた
が、これに代えてインクメンタルタイプのロータ
リエンコーダを用いてもよい。この場合、インク
メンタルタイプのロータリエンコーダから出力さ
れるパルス数をカウントし、そのカウント値に基
づいて角度を求めればよい。さらに、このような
カウント手段を設けるならば、回転軸５をパルス
モータなどで駆動し、そのパルスモータに与える
バルス数をカウンタ手段でカウントすることによ
つて角度情報を求めてもよい。この場合、ロータ
リエンコーダは不要となる。
また、円筒３は全周回転させてもよいし、全周
の一部だけ回転させるようにしてもよい。すなわ
ち、レーザ光の走査範囲に光反射手段ＡないしＣ
が入ればよい。
の一部だけ回転させるようにしてもよい。すなわ
ち、レーザ光の走査範囲に光反射手段ＡないしＣ
が入ればよい。
以上説明した移動体の位置検知装置は、種々の
分野で用いることができる。たとえば、飛行場に
おける飛行機の位置検知や、港湾内での船舶など
の位置検知に用いることができる。さらには、工
場などの屋内での無人移動搬送機械等の位置検知
にも用いることができる。この場合、位置検知装
置によつて得られた位置情報と移動方位情報とに
よつて無人移動搬送機械の移動を遠隔走査または
自動制御することもできる。このような場合、
CPU１９およびメモリ２０はセンタに設けられ
てもよい。この場合、レジスタ１６ないし１８の
出力情報をセンタに無線あるいは光を用いて送信
すればよい。
分野で用いることができる。たとえば、飛行場に
おける飛行機の位置検知や、港湾内での船舶など
の位置検知に用いることができる。さらには、工
場などの屋内での無人移動搬送機械等の位置検知
にも用いることができる。この場合、位置検知装
置によつて得られた位置情報と移動方位情報とに
よつて無人移動搬送機械の移動を遠隔走査または
自動制御することもできる。このような場合、
CPU１９およびメモリ２０はセンタに設けられ
てもよい。この場合、レジスタ１６ないし１８の
出力情報をセンタに無線あるいは光を用いて送信
すればよい。
第５図はこの発明の他の実施例を示す図であ
る。この実施例では、移動体Ｖ２にA′，B′，
C′が設けられる。一方、移動体Ｖ１には、第２図
および第３図に示すような光ビーム発生、走査、
受光のための手段LSが設けられる。したがつて、
この実施例では、移動体Ｖ２に対する移動体Ｖ１
の相対位置が演算される。そのために、メモリ２
０（第４図参照）には、移動体Ｖ２の或る位置
（好ましくは、光反射手段A′，B′，C′のいずれか
の位置）を基準とする光反射手段A′，B′，C′の
位置のデータが記憶される。また、この位置デー
タは移動体Ｖ２の機種別に記憶される。
る。この実施例では、移動体Ｖ２にA′，B′，
C′が設けられる。一方、移動体Ｖ１には、第２図
および第３図に示すような光ビーム発生、走査、
受光のための手段LSが設けられる。したがつて、
この実施例では、移動体Ｖ２に対する移動体Ｖ１
の相対位置が演算される。そのために、メモリ２
０（第４図参照）には、移動体Ｖ２の或る位置
（好ましくは、光反射手段A′，B′，C′のいずれか
の位置）を基準とする光反射手段A′，B′，C′の
位置のデータが記憶される。また、この位置デー
タは移動体Ｖ２の機種別に記憶される。
上述のような実施例では、移動体Ｖ２から定距
離、定角度を保つて移動体Ｖ１を移動させること
が容易にできる。
離、定角度を保つて移動体Ｖ１を移動させること
が容易にできる。
以上にように、この発明によれば、光ビームを
媒体として位置検知を行なうため、構成が簡単か
つ安価となり、従来のように面倒な点検や保守が
ほとんど不要となる。また、従来のように電波法
などの規制を受けることがない。さらに無数の移
動体が同時に位置検知を行なうことができる。
媒体として位置検知を行なうため、構成が簡単か
つ安価となり、従来のように面倒な点検や保守が
ほとんど不要となる。また、従来のように電波法
などの規制を受けることがない。さらに無数の移
動体が同時に位置検知を行なうことができる。
第１図はこの発明の一実施例の原理を説明する
ための図である。第２図は移動体Ｖに設けられる
光ビーム発生手段、光走査手段、受光手段および
開き角検出手段の一例を示す外観図である。第３
図は第２図の光学系を示す図である。第４図はこ
の発明の一実施例の好ましいブロツク図である。
第５図はこの発明の他の実施例を示す図である。 図において、Ｖは移動体、ＡないしＣは光反射
手段、３は円筒、５は回転軸、７および８は受光
部、９はロータリエンコーダ、１０は半導体レー
ザ、１９はCPU、２０はメモリを示す。
ための図である。第２図は移動体Ｖに設けられる
光ビーム発生手段、光走査手段、受光手段および
開き角検出手段の一例を示す外観図である。第３
図は第２図の光学系を示す図である。第４図はこ
の発明の一実施例の好ましいブロツク図である。
第５図はこの発明の他の実施例を示す図である。 図において、Ｖは移動体、ＡないしＣは光反射
手段、３は円筒、５は回転軸、７および８は受光
部、９はロータリエンコーダ、１０は半導体レー
ザ、１９はCPU、２０はメモリを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 移動体から発生した光ビームを回動方向に走
査することによつて移動体の位置を検知する位置
検知装置であつて、 前記移動体とは離れた少なくとも３箇所に設置
され、入射光方向に光を反射する３つの光反射手
段、 前記移動体に設けられ、前記光ビームを発生す
る光ビーム発生手段、 前記移動体に設けられ、前記光ビームを回動方
向に走査する光ビーム走査手段、 前記移動体に設けられ、前記光反射手段からの
反射光を受光する受光手段、 前記受光手段の受光出力に基づいて、前記移動
体から見た前記３つの光反射手段間の開き角を検
出する開き角検出手段、および 予め前記３つの光反射手段の位置情報が設定さ
れ、その位置情報と前記開き角検出手段によつて
検出された開き角とに基づいて、前記移動体の位
置を演算する位置演算手段を備える、移動体の位
置検知装置。 ２ さらに、前記３つの光反射手段の位置情報と
前記開き角検出手段によつて検出された開き角と
に基づいて、前記移動体の移動方向を演算する手
段を含む、特許請求の範囲第１項記載の移動体の
位置検知装置。 ３ 前記３つの光反射手段は固定物体に設置さ
れ、 前記位置演算手段は予め決められた固定位置か
らの絶対位置を演算する、特許請求の範囲第１項
または第２項記載の移動体の位置検知装置。 ４ 前記３つの光反射手段は前記移動体とは異な
る他の移動体に設置され、 前記位置演算手段は前記他の移動体との相対位
置を演算する、特許請求の範囲第１項または第２
項記載の移動体の位置検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9083682A JPS5967476A (ja) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | 移動体の位置検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9083682A JPS5967476A (ja) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | 移動体の位置検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967476A JPS5967476A (ja) | 1984-04-17 |
| JPH0248069B2 true JPH0248069B2 (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=14009667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9083682A Granted JPS5967476A (ja) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | 移動体の位置検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5967476A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62249010A (ja) * | 1986-04-21 | 1987-10-30 | Toshihiro Tsumura | 移動体の位置検知システム |
| JPS62269610A (ja) * | 1986-05-16 | 1987-11-24 | 株式会社クボタ | 移動体の走行制御装置 |
| JPH0714819Y2 (ja) * | 1988-03-31 | 1995-04-10 | 生物系特定産業技術研究推進機構 | 自律走行車両用の標識間角度の検出装置 |
| JP2717800B2 (ja) * | 1988-06-17 | 1998-02-25 | 本田技研工業株式会社 | 自走車の操向制御装置 |
| JPH0833768B2 (ja) * | 1988-10-18 | 1996-03-29 | 本田技研工業株式会社 | 自走車の操向位置検出装置 |
| JP2717826B2 (ja) * | 1988-12-09 | 1998-02-25 | 本田技研工業株式会社 | 自走車の操向制御装置 |
| JPH0358105A (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-13 | Honda Motor Co Ltd | 自走車の操向制御装置 |
| JP2802514B2 (ja) * | 1989-08-29 | 1998-09-24 | 本田技研工業株式会社 | 自走車の操向制御装置 |
| ES2184626B1 (es) * | 2001-07-16 | 2004-01-01 | Ct De Automatizacion Robotica | Sistema de localizacion de objetos en movimiento. |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4887287A (ja) * | 1972-02-28 | 1973-11-16 | ||
| JPS5237788A (en) * | 1975-09-20 | 1977-03-23 | Agency Of Ind Science & Technol | Process for production of photovoltaic elements |
| JPS5273063A (en) * | 1975-12-15 | 1977-06-18 | Fujitsu Ltd | Method of safety navigation by use of infrared rays |
| JPS5299849A (en) * | 1976-02-16 | 1977-08-22 | Komatsu Mfg Co Ltd | Apparatus for measuring actual position of ship on sea |
| US4099591A (en) * | 1976-09-02 | 1978-07-11 | Westinghouse Electric Corp. | Vehicle control scanning system |
-
1982
- 1982-05-27 JP JP9083682A patent/JPS5967476A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4887287A (ja) * | 1972-02-28 | 1973-11-16 | ||
| JPS5237788A (en) * | 1975-09-20 | 1977-03-23 | Agency Of Ind Science & Technol | Process for production of photovoltaic elements |
| JPS5273063A (en) * | 1975-12-15 | 1977-06-18 | Fujitsu Ltd | Method of safety navigation by use of infrared rays |
| JPS5299849A (en) * | 1976-02-16 | 1977-08-22 | Komatsu Mfg Co Ltd | Apparatus for measuring actual position of ship on sea |
| US4099591A (en) * | 1976-09-02 | 1978-07-11 | Westinghouse Electric Corp. | Vehicle control scanning system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5967476A (ja) | 1984-04-17 |
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