JPH03277917A - 移動体の位置計測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、移動体の位置計測システムに係り、とくに、
レーザ発振側装置としていわゆるレーザ灯台を用いた移
動体の位置計測システムに関する。

〔背景技術〕

最近、レーザ灯台を用いて無人移動体の位置把握や誘導
を自動化するため、移動体の位置、方位等を計測する種
々の方法が各方面で研究されている。かかるレーザ灯台
を用いた位置、方位計測システムは、例えば、海峡や港
を通過する船舶、空港内で走行・滑走中の航空機、工場
や農場の移動作業機械、建設作業機械、建設作業ロボッ
ト等の監視や誘導に利用できるものである。

第１４図に、このレーザ灯台を用いた位置、方位（機首
方位）計測システムの一例を示す。

この図において、符号５１は基準点０に設置されたレー
ザ灯台を示し、符号５２は移動体を示し、矢印Ｈは移動
体５２の進行方向を示し、矢印Ｎは基準方位（例えば北
とする）を示す。

レーザ灯台５１は、一定角速度でその出力するレーザ光
を同一水平面内で旋回させているものとする。

移動体５２上には、三角形の頂点をなす位置にレーザ光
受光用の光センサＳ、、、Ｓ、□＋ＳＩ３がそれぞれ配
置されている。これらの光センサＳ１１゜３１２＋　　
ＳＩ：Ｉは移動体５２上に固定されている。点Ｍはこれ
らの光センサＳ＋＋Ｓ＋□Ｓｌ＋から構成される三角形
の内心を示す。

この図において、移動体５２の位置を決める要素は、基
準点０と点Ｍ（移動体５２の代表点とする）との間の距
離Ｒと、基準方位を示す矢印Ｎと線分ＯＭとのなす角θ
１とである。また、機首方位（ヘディング）を決める要
素は、矢印Ｈと矢印Ｎとのなす角θ３であり、この角θ
、は線分ＯＭの延長線と矢印Ｈとのなす角θ２が判れば
、θ。

＝θ１＋θ２より容易に求まる。

これらの要素Ｒ９θ３．θ２を求める手法として、例え
ば、基準方位（矢印Ｎで示す）線上に、レーザ光を受光
する光センサを含んで構成され、この先センサの検出信
号を受け基準方位情報信号を無線にて出力するリファレ
ンス用センサ装置を設置して、この基準方位情報信号が
出力された時刻と移動体５２上に固定された３つの光セ
ンサＳ１１＋　ＳＩ２＋　ＳＩ３の受光時刻とのそれぞ
れの時間差に基づき、レーザ灯台５１のレーザ光の角速
度及び各光センサの位置関係が既知であることを利用し
て、例えば、レーザ光の角速度ωより、第１５図に示す
角θ４．θ、は容易に算出できるので、幾何学的及び解
析学的（三角関数等による）にＲ２Ｏ３，θ２を求める
ことがなされている。

例えば、特開昭５６−１１４７７３号等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来例にあっては、三角形状に配置
された３つの光センサＳ、＋　Ｓｌ！ｌ　ｓ＋３が移動
体５２上に固定されているため、当該移動体５２がレー
ザ灯台５１に対してどの方位に位置していてもレーザ光
を受光できるためには、これらの各光センサとして３６
０°の視野を持つ第１６図に示すような全方位対応型の
センサを使用しなければならなかった。この第１６図に
示す全方位対応型センサは、多数のフォトディテクタ（
又は光フアイバー列）１０１を柱状部材１０２の周囲全
面に配置し、これにより３６０″の視野を確保するもの
であるため、必然的に高価なものとなるという不都合が
あった。

また、第１７図に示すように、レーザ灯台５−１と２つ
の光センサＳ１□、Ｓ１３が一直線状に並んだ場合には
、光センサＳ１２には前の光センサＳ　１３が障害とな
ってレーザ光が届かない（死角が生じる）ので、上記Ｒ
１θ３．０２等を求められない場合が生じるという不都
合があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、高価な全方位対応型センサを不要とし、三角形状に配
置された光センサの死角に起因する上記測定不能状態を
解消し得る移動体の位置計測システムを提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、三角形状に配置された３つの光センサを有
する受光部と、当該受光部を回動せしめる受光部駆動手
段と、受光部の基準点からの回転角を検出する回転角検
出手段とを備えてなる受光側装置と、レーザ光を発振す
るとともに該レーザ光を水平面内で旋回させるレーザ発
振側装置とが設けられている。また、受光側装置には、
光センサの受光時間差を計測する計時手段と、この計時
手段の出力を受け所定の演算を行って幾何学的及び解析
的手法により受光側装置とレーザ発振側装置との距離及
び受光側装置から見た発振側装置の方位を夏山する演算
手段とが併設されている。この内、レーザ発振側装置が
基準点に配置されるとともに、受光側装置が移動体に搭
載されている。

そして、演算手段が、前記計時手段から出力される受光
時間差に基づき受光部駆動手段を介して受光部を発振側
装置に対して一定の関係を満足するようにトラッキング
制御する機能を有している等の構成が採られている。こ
れによって、前述した目的を達成しようとするものであ
る。

〔第１実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第８図に基づい
て説明する。

第１図には、レーザ発振側装置としてのレーザ灯台１と
、測定対称である移動体２とが示されている。

レーザ灯台１は、レーザ光（ＣＣＷ）を発振するととも
に該レーザ光（ＣＣＷ）を同一水平面内で一定角速度ω
で反時計回りに旋回させる機能を有している。このレー
ザ灯台１は、実際には、図示しないレーザ発振器、ミラ
ー、回転台等を備えて構成されている。

移動体２上には、三角形状の支持板３とこの支持板３に
より形成される三角形の各頂点に配置された３つの光セ
ンサＳｔ　、Ｓｔ　、Ｓ３とからなる受光部４と、この
受光部４を回転自在に支持する支持柱５とが設けられて
いる。各光センサＳ、。

ＳＺ、Ｓ３としては、本実施例では、狭視野（３０°程
度）の縦長のフォトディテクタが使用されている。支持
柱５は、光センサＳｔ　、　　Ｓｚ　、　　３３から形
成される三角形Ｓ、５２Ｓ３の内心Ｍ（第３図参照）に
その中心が位置する状態で支持板３に一端が植設されて
いる。また、支持柱５は、受光部駆動手段６（第２図参
照）の一部をなすもので、移動体２によってその他端が
軸支され、該移動体２に内蔵された図示しない動力伝達
ギヤ機構を介して駆動源としてのモータ（図示せず）に
より回動せしめられるようになっている。本実施例では
、これらの支持柱５．動力伝達ギヤ機構、モータ等によ
り受光部駆動手段６が構成されている。

この受光部駆動手段６には、第２図に示すように、支持
柱５の回転角、即ち受光部４の基準点からの回転角を検
出する回転角検出手段としてのエンコーダ７が併設され
ている。そして、このエンコーダ７と受光部４と受光部
駆動手段６とにより、受光側装置８が構成されている。

この受光側装置８には、光センサＳ、、Ｓ２゜Ｓ３の受
光時間差を計測する計時手段としてのタイムカウンタ９
と、このタイムカウンタ９の出力である各光センサの受
光時間差データを受け後述する所定の演算を行って幾何
学的及び解析的手法により受光側装置８とレーザ灯台１
との距離及び受光側装置８から見たレーザ灯台１の方位
を算出する演算制御部１０とが併設されている。この演
算制御部１０は、また、タイムカウンタ９から出力され
る受光時間差に基づき受光部駆動手段６を介して受光部
４をレーザ灯台１に対して一定の関係（これについては
後述する）を満足するようにトラッキング制御する機能
をも有している。

さらに、この演算制御部１０には、前輪１２Ａの操舵及
び後輪１２Ｂの回転駆動を行う前・後輪駆動手段１１が
併設されている。そして、演算制御部１０では、この前
・後輪駆動手段１１を介して前輪１２Ａの操舵及び後輪
１２Ｂの回転をも制御するようになっている。

次に、本第１実施例による移動体２の位置測定の原理に
ついて第３図ないし第４図に基づいて説明する。

第３図において、レーザ灯台１は測定の基準点０に設置
されている。

そして、このレーザ灯台１からレーザ光（ＣＣＷ）が出
力されるとともに、水平面内に一定角速度ωで旋回され
ている。

この第３図において、矢印Ｈは移動体２の進行方向を示
し、矢印Ｐは３つの光センサＳ、、Ｓ。

Ｓ、から形成される三角系Ｓ、Ｓ、Ｓ、ｌの頂点Ｓ２か
ら辺５ＩＳ３に下ろした垂線の方向、即ちセンサ系の基
準ベクトルを示す。

この図において、基準点Ｏと頂点Ｓ２とを結ぶ線Ｏ３２
と辺５１Ｓ３との交点をＱ（移動体の代表点とする）と
すると、ＯＱ間の距離Ｒと、矢印Ｈと線分ＯＳ　ｚとの
なす角θ２がこの移動体２のレーザ灯台１に対する位置
を決める要素である（第５図参照）。

第３図において、角θ４はセンサ系基準ベクトルＰと線
Ｏ３２とのなす角を示し、角θ、はセンサ系基準ベクト
ルＰと矢印Ｈとのなす角を示す。

ここで、θ２の求め方について説明する。

第３図より、明らかに、θ２＋θ５＋θ４＝πが成立す
る。これより θ２＝π−θ４−θ、　　　　　　　　・・・・・・■
となる。しかるに、θ５はエンコーダ７の出力より容易
に求まる（センサ系基準ベクトルＰは、進行方向Ｈと初
期状態において一致しているものとする。）。

次に、第４図を用いてθ４及びＲの求め方について説明
する。

この図において、角θ６は線分ＯＳ　３と線分Ｏ３２と
のなす角を示し、角θ７は線分Ｏ３１と線分Ｏ３ｔとの
なす角を示し、角φ１は線分Ｏ３３と辺５Ｏ３ｓとのな
す角を示し、角φ２は線分Ｏ３１と辺Ｓ、ＳＳとのなす
角を示す。

また、センサ系基準ベクトルＰと辺Ｓ、Ｓ３との交点を
Ａ、辺Ｓ＋　Ｓｓの中点をＢ、線分ＡＢの長さをΔａ、
線分Ｓ、Ａの長さをｂ、線分Ｓ、　Ｂ及び線分Ｓ、Ｂの
長さをａ、線分ＱＡの長さをＸとする。

Δ０３３Ｑより、正弦定理を用いて、 ａ−Δａ−ｘＲ ｓｉｎθ、　　　　　　ｓｉｎφ１ △Ｏ３，Ｑより、正弦定理を用いて、 ａ＋Δａ＋ｘ　　　　　Ｒ ・・・・・・■ ・・・・・・■ ｓｉｎθ、　　　　　　ｓｉｎφ２ ここで、 ＺＯＱｓ＋　π／３１　Ｑｓｚ　＝π／２−θ４だから
△０３３Ｑに注目して、 ｌ　ＯＱ　Ｓ　３　＋θ６＋φ１＝π ΔＯ３，Ｑに注目して、 ＺＯＱｓｉ　＝θ、十φ２ が成立する。

、°、φ１＝π−θ、−１０ＱＳ。

＝π／２＋θ４−θ６　　　　・・・・・・■φｚ＝１
０Ｑｓｉ−θ。

＝π／２−θ４−θ、　　　　・・・・・・■又、ｘ＝
ｂ　ｔ　ａ　ｎθ４ が成立する。

式■、■、■、■、■より ａ十Δａ＋ｂｔａｎθａ　　ｓｉｎθ６・・・・・・■ ａ−Δａ−ｂｔａｎθａ　　　ｓｉｎθ。

ｓｉｎφ１ ｓｉｎφ２ ｓｉｎ （π／２＋θ４ θ。

） ｓｉｎ（π／２−θ４ 一θ７ ） ここで、 加法定理を用いて計算後整理すると、 ａ＋Δａ十ｂｔ ａｎ　θ４ ｉｎθ６ Ｓ　θ。

＋ｓｉｎθ６ ｔａｎθ４ Ｓ　θ７ ｓｉｎ　θ７ ｔａｎθ４ となる。

この式をθ４ について解くと、 θ４ となる。

また、 式■。

■。

■より、 ５ｉｎ（θ４ θ６＋π／２） Ｒ＝−（ａ Δａ ｂｔａｎθ４）・ ・・・■ ｓｉｎ　　θ６ となる。

ここで、 △Ｓｌ ２ ３ が ２ を頂点とし、 Ｓ。

３ を底辺とする二等辺三角形の場合には、Δａ＝Ｏとなる
ので、 θ４ ・・・・・・■ 及び、 ５ｉｎ（θ４−θ、＋π／２） Ｒ＝　（ａ ｂｔａｎθ４）・ ・・・［相］ ｓｉｎ　　θｂ となる。

以上のようにして、θ４　（及びＲ）が求めまれば、式
■を用いて角θ２が求められる。

次に、本実施例のトラッキング原理について第６図ない
し第８図を参照して説明する。

ここでは、光センサが上述した二等辺三角形状に配置さ
れているものとして説明する。

レーザ灯台１の角速度ωは一定だから、角θ６及びθ７
は、次のようにして求めることができる。

θ６＝ω・Ｌ、　　　　　　　　　　　・・・・・・■
θ７＝ω・ｔ７　　　　　　　　　　　・・・・・・＠
ここで、ｔｂはセンサＳ３とＳ２との受光時間差、ｔ、
はセンサＳ２とＳＩとの受光時間差である（第８図参照
）。

各センサの受光時間差からθ４．θ、は容易に求められ
るので、第６図（１）ないしく２）に示すように、θ、
〉θ、の場合は反時計回りに、又、θ７〈θ６の場合は
時計回りに受光部４を回動させてθ、＝θ７となるよう
にして受光部４のトラッキングを行う。即ち、Ｌｈ＝Ｌ
ｑとなるように受光部４をレーザ光に対しトラッキング
（追従）させることにより、常に３つのセンサ視野が重
複した領域内にレーザ灯台１を捉えることができる（第
７図参照）。この第７図において、斜線部が３つのセン
サの視野が重複した領域を示す。

この場合（θ６−θ、）、上記■、［相］式より、θ４
＝０　　　　　　　　　　　　　・・・・・・＠Ｒ＝ａ
ｃｏむθ、・・・・・・■ となる。

この一方、光センサが上述した二等辺三角形状に配置さ
れていない場合にも、θ４＝０が成立するようにすれば
トラッキングは可能である。

即ち、式■においてθ４−０とおくと、５ｉｎ（θ６−
θ、）＋Δａ／ａ　　−５ｉｎ（θ６＋θｔ）　”０こ
の式を加法定理を用いて、展開し整理すると、（ａ＋Δ
ａ）　ｓｉｎθｂｃｏｓθ７＝　（ａ−Δａ）　ｃｏｓ
θ６ｓｉｎθ７となる。

ｔａｎθ６　　　　ａ＋Δａ ＝　　　　　　＝Ｋ（定数）・・・・・・０ｔａｎθ７
　　　　ａ−Δａ しかるに、実際には、θ４．θ、は微小であると考えら
れるので、 ｔａｎθ６ζθ、、ｔａｎθ、ζθ７が成立するとして
差し支えなく、従って、 θｈ／θ７＝ｔｂ／ｌｔ＝に なる関係になるように受光部４をトラッキングすること
により、前記と同様に、常に３つのセンサ視野が重複し
た領域内にレーザ灯台１を捉えることができる。

この場合、上記式〇より、 ５ｉｎ（π／２−θ、） Ｒ＝　（ａ−Δａ）・　　　　　　　　　　　　　　　
・・・・・・■ｓｉｎ　　θ６ となる。

上述したトラッキングの手法を要約すると、センサ系基
準ベクトルＰをレーザ灯台１に向けるようトラッキング
を行うということである。このトランキングを行うこと
により、センサ系基準ベクトルと辺Ｓ、Ｓ、の交点Ｑが
定点Ａ（頂点Ｓ２から辺Ｓ、、Ｓ３に下した垂線と辺Ｓ
Ｉ　８３との交点）に一致し、距離Ｒとして基準点０と
定点Ａとの距離が、移動体２の位置、進行方向にかかわ
りなく求められることになり、距離Ｒがレーザ灯台１に
対する移動体２の位置を決定する要素として十分なもの
となる。

次に、本第１実施例の全体的な作用動作を説明する。

測定の基準点Ｏに設置されたレーザ灯台１から出力され
同一水平面内で旋回するレーザ光ＣＣＷが、受光部４の
３つの光センサＳ、、Ｓ、、Ｓ。

で受光される。この受光信号が次段のタイムカウンタ９
に送出され、タイムカウンタ９では、前述した光センサ
の受光時間差Ｌｂ、Ｌｑを計測し、この受光時間差デー
タを演算制御部１０に送出する。演算制御部１０では、
この受光時間差に基づき、受光部駆動手段６を介して受
光部４を回転させ、上述したトラッキング原理により受
光部４をレーザ光に対してトラッキング制御する。この
結果、常に３つのセンサ視野が重複した領域内にレーザ
灯台１が捉えられることになる。そして、同時に、演算
制御部１０では、上述した測定原理に基づき、前記距離
Ｒと角θ２を算出する。これにより、移動体２のレーザ
灯台１からの距離と、レーザ灯台１と移動体２とを結ぶ
線を基準線とする移動体２の進行方向（即ち、受光側装
置から見た移動体２の進行方向を基準とするレーザ灯台
ｌの方向）が求まるので、演算制御部１０では、これに
基づいて前・後輪駆動手段１１を介して移動体２の進行
を制御する。

以上説明したように、本第１実施例によると、狭視野（
およそ３０°）の光センサを使用しているので、高価な
３６０°視野の全方位対応型の光センサを使用する場合
と比較してコストの低減が可能となり、しかも、トラッ
キングをするので従来問題となっていた光センサの死角
の発生をほぼ完全に防止することができる。

〔第２実施例〕 次に、本発明の第２実施例を第９図に基づいて説明する
。

ここで、前述した第１実施例と同等の構成部分について
は同一の符号を用いるものとする。

この第９図に示す実施例は、前述した第１実施例におけ
るレーザ灯台１が移動体２上に配置されるともに、受光
側装置８が基準点０に設置されている点に特徴を有する
ものである。

第８図において、受光側装置８の受光部を構成する光セ
ンサＳ、、Ｓ２．Ｓ、はＳ２を頂点とする二等辺三角形
状に配置されている。従って、この受光側装置８では、
三角形５ＩＳｔ　３３の内心に支持柱５の中心が一致し
ており、この内心が基準点Ｏと一致した状態で当該受光
側装置８が設置されている。また、この第９図は、トラ
ッキングを行いセンサ系基準ベクトルがレーザ灯台１の
方向に一致した状態を示してあり、同図における基準線
りは、センサ系基準ベクトルの初期状態における方向を
示している。従って、同図における角θ１は、前述した
第１実施例における角θ、にほかならず、この角θ１は
エンコーダ７の出力より簡単に求まり、距離Ｒは第１実
施例と同様に求めることができる。

その他の構成等については、第１実施例と同一になって
いる。

従って、本実施例においては、第１実施例と同周の作用
効果を有する他、角度θ、は基準点０を中心として基準
線りに対するレーザ灯台１の方位を与えるため、受光側
装置８側でレーザ灯台１の位置、即ち、移動体２の位置
を知ることができる。

〔第３実施例〕 次に、本発明の第３実施例を第１０図ないし第１１図に
基づいて説明する。

ここで、前述した第１実施例と同一の構成部分について
は同一の符号を用いるものとする。

第１０図は、本第３実施例の位置測定の原理を説明する
ための図である。この第１０図では、移動体状の受光部
は作図の便宜上省略して示している。

この実施例は、前述した第１実施例において、演算制御
部１０に後述するジャイロコンパス２１が併設されると
ともに、当該ジャイロコンパス２１が移動体２に搭載さ
れている点に特徴を有するものである。

第１１図には、ジャイロ・ロータ２２とこれを支持する
ジンバル２３からなる２自由度のジャイロコンパス２１
が簡略化されて示されている。

この図に示すように、ジンバル２３を構成する内側の枠
２３Ａは外側の枠２３Ｂに対し軸受２４゜２５で軸支さ
れ自由に回転でき、また、外側の枠は移動体２（ここで
は図示せず）に固定された軸受け２６．２７で軸支され
自由に回転できるようになっている。そして、スピン軸
（ジャイロ・ロータの回転軸）２２Ａが水平方向のある
方向（基準方位）に向けられている。このため、移動体
２の向きが変わってもスピン軸２２Ａの方向は不変であ
るから、方位角を知ることができるようになっている。

その他の構成は第１実施例と同一となっている。

第１０図において、基準線りはジャイロコンパス２１の
スピン軸２２Ａの方向と同一となるよう定められている
。このため、図に示す角θ８はジャイロコンパス２１に
より容易に求まり、角θ２及び距離Ｒは第１実施例と同
様にして求めることができる。

従って、基準点Ｏを中心として基準線りに対する移動体
２の方位θ、は、θ１＝θ８−θ２より求まるので、演
算制御部１０では、このようにして角θ、を算出するよ
うになっている。

以上のように、本第３実施例によっても前述した第１実
施例と同様の作用効果を有する他、ジャイロコンパス２
１０機能により、移動体２の絶対方位を知ることができ
るので、移動体２の位置と進行方向（機首方位）を知る
ことができる。

〔第４実施例〕 次に、本発明の第４実施例を第１２図ないし第１３図に
基づいて説明する。

ここで、前述した第１実施例と同一の構成部分について
は同一の符号を用いるものとする。

この実施例は、前述した第１実施例におけるレーザ灯台
ｌに代えてレーザ発振側装置として第１３図に示すレー
ザ灯台３１が使用されている点に特徴を有する。

即ち、このレーザ灯台３１は、第１３図に示すように、
同期した二本のレーザビーム〔時計回りレーザ光（ＣＷ
）と反時計回りレーザ光（ＣＣＷ））を互いに逆向きに
一定角速度で旋回させる機能を有している。

これらのレーザ光ｃｗ、ｃｃｗは基準線りで相互に一致
し、レーザ灯台３１の回転とともに、常に基準線りに対
し線対称をなして旋回照射されるようになっている。こ
のため、これらのレーザ光（ｃｃｗ、ｃｗ）の通過タイ
ミングを光センサ（ここでは、Ｓ２を用いるものとする
。）により検知し、この受光時間間隔（レーザ光ＣＣＷ
を受光してからレーザ光ＣＷを受光するまでの時間ｔ１
と、レーザ光ＣＷを受光してからレーザ光ＣＣＷを受光
するまでの時間ｔｚ）をタイムカウンタ９で計測すれば
、受光時間間隔と測定点が基準線りとなす角度は比例し
ているのでその点の角度はわかる。

即ち、測定点と基準線りとのなす角θ１はθ＋　＝ｔｚ
　／　（ｔ＋　＋ｔｚ　）Ｘ１８０゜より求まる。この
ようにして、演算制御部１０では、角θ１を算出するよ
うになっている。

その他の構成は、前述した第１実施例と同一になってい
る。

第１２図は、本第４実施例の位置測定の原理を説明する
ための図である。ここでも、移動体上の受光部は省略し
て示している。

この図において、角θ１は上記のようにして求まり、角
θ２は第１実施例と同様にして求まるので、機首方位を
示す角θ、はθ８＝θ１＋θ２より求めることができる
。

以上説明した本第４実施例によっても、第１実施例と同
様の作用効果を有する他、レーザ灯台３１の機能により
、移動体２の位置と進行方向（機首方位）を知ることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように構成され機能するので、これに
よると、演算制御部が、計時手段から出力される受光時
間差に基づき受光部駆動手段を介して受光部を発振側装
置に対して一定の関係を満足するようにトラッキング制
御する機能を有していることから、高価な３６０°視野
の全方位対応型の光センサを使用する必要がなく、例え
ば上記実施例のように、狭視野（およそ３０°）の光セ
ンサ使用することができるので、コストの低減が可能と
なり、しかも、三角形状に配置された光センサの死角の
発生をほぼ完全に防止することができ、光センサの死角
に起因する測定不能状態を解消できるという従来にない
優れた移動体の位置計測システムを提供することができ
る。

特に、請求項４．請求項５記載の発明にあっては、移動
体の位置（基準点を原点とする移動体の極座標）及び進
行方向（機首方位）を知ることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る位置計測システムを
構成するレーザ灯台及び測定対象物である移動体の外観
を示す斜視図、第２図は第１図の構成を示すブロック図
、第３図ないし第５図は第１実施例の測定の原理を示す
説明図、第６図ないし第７図は第１実施例におけるトラ
ッキングの原理を示す説明図、第８図は各光センサの受
光時間差を示す説明図、第９図は本発明の第２実施例の
測定の原理を示す説明図、第１０図は本発明の第一３実
施例の測定の原理を示す説明図、第１１図は第３実施例
で使用するジャイロコンパスを簡略化して示す説明図、
第１２図は本発明の第４実施例の測定の原理を示す説明
図、第１３図は第４実施例で使用するレーザ灯台を示す
説明図、第１５．図ないし兜１６図は従来例を示す説明
図、第１７図は従来例における問題点を説明するための
図である。 １・・・・・・レーザ発振側装置としてのレーザ灯台、
２・・・・・・移動体、４・・・・・・受光部、６・・
・・・・受光部駆動手段、７・・・・・・回転角検出手
段としてのエンコーダ、８・・・・・・受光側装置、９
・・・・・・計時手段としてのタイムカウンタ、１０・
・・・・・演算制御部、２１・・・・・・ジャイロコン
ハス、３１・・・・・・レーザ発振側装置としてのレー
ザ灯台、Ｓ、、ｓ２．３３町、、光センサ、ｃｗ、ｃｃ
ｗ・・・・・・レーザ光。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、三角形状に配置された３つの光センサを有する
   受光部と、当該受光部を回動せしめる受光部駆動手段と
   、前記受光部の基準点からの回転角を検出する回転角検
   出手段とを備えてなる受光側装置と、レーザ光を発振す
   るとともに該レーザ光を水平面内で旋回させるレーザ発
   振側装置とを備え、 前記受光側装置に、前記光センサの受光時間差を計測す
   る計時手段と、この計時手段の出力を受け所定の演算を
   行って幾何学的及び解析学的手法により前記受光側装置
   とレーザ発振側装置との距離及び受光側装置から見た発
   振側装置の方位を算出する演算制御部とを併設し、 前記レーザ発振側装置を基準点に配置するとともに、前
   記受光側装置を移動体に搭載し、 前記演算制御部が、前記計時手段から出力される受光時
   間差に基づき前記受光部駆動手段を介して前記受光部を
   前記発振側装置に対して一定の関係を満足するようにト
   ラッキング制御する機能を有していることを特徴とした
   移動体の位置計測システム。
2. （２）、前記受光側装置が基準点に配置されるともに、
   前記レーザ発振側装置が前記移動体上に搭載されている
   ことを特徴とする請求項１記載の移動体の位置計測シス
   テム。
3. （３）、前記３つの光センサが二等辺三角形状に配置さ
   れていることを特徴とした請求項１又は２記載の移動体
   の位置計測システム。
4. （４）、前記演算制御部にジャイロコンパスを併設する
   とともに、当該ジャイロコンパスを前記移動体に搭載し
   たことを特徴とする請求項１記載の移動体の位置計測シ
   ステム。
5. （５）、前記レーザ発振側装置が、固定基準線に対して
   常に線対称となるよう２本のレーザ光を互いに逆向きに
   同一角速度で旋回させる機能を有していることを特徴と
   した請求項１記載の移動体の位置計測システム。