JPH0396808A - 移動体の位置と方位の計測装置 - 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と方位とを計測する装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

無人搬送車等の移動体を自律走行させる場合において、
移動体の目標経路からのずれ（位置及び方位）を検出す
るために種々の方法が提案されている。

例えば第７図〜第９図に示す方法がある。この方法は第
７図に示すように、蛍光灯等の発光源１１Ａと例えばａ
−ｆよりなる６個の受光素子ＪＩＢとてなる光センサー
ＩＩで、床面に設けられた位置マーク用テーブ１２を検
出し、移動体の目標経路からのずれを検出するものであ
る。この光センサー１１を移動体Ｃの前後に取り付け、
移動体Ｃが位置マーク用テー１１２が設けられた所に到
達したときに、光センサー１１のどの受光素子が位置マ
ーク用テーブ１２を検出するかを調べることで、位置マ
ーク用テーブ１２＋こ対する移動体Ｃの位置と方位のず
れを知ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この方法において、移動体Ｃが第８図のように位置マー
ク用テーブ１２の所に矢印の方向に到達したとする。こ
のとき、光センサー１１の前方センサーＳＡ及び後方セ
ンサーＳＢが、第９図（Ａ）．（Ｂ）に示すように位置
マーク用テーブ１２に対して位置し、前方センサーＳＡ
は受光素子Ｃ，　　Ｄが位置マーク用テーブ１２を検出
し、後方センサーＳＢは受光素子ｄ，　　ｅが位置マー
ク用テープ１２を検出しているとする。

光センサーｌ１の中央の受光素子（　ｃ　−　ｄ間）が
移動体Ｃの中心線Ｈに一致して取り付けられており、且
つ受光素子１１Ｂの取り付けピッチがＰであるとすると
、第８図の前方センサーＳＡの所では位置マーク用テー
ブ１２と移動体Ｃの位置ずれはなく、後方センサーＳＢ
の所では移動体Ｃが位置マーク用テーブ１２から受光素
子１１ＢのピッチＰだけずれていることが光センサー１
１の出力から判る。

まｋ、位置マーク用テーブ１２と移動体Ｃのなす角度ず
れθは、 として求められる。ここで、Ｌは前方センサーＳＡと後
方センサーＳＢ間距離で一定である。

しかし、この方法では受光素子ＪＩＢがピッチ間隔Ｐで
並べられているので、移動体Ｃの位置マーク用テープ１
２からのずれはＰ，２Ｐ，３Ｐ・・・のようにピッチ間
隔Ｐの倍数で、かつ不連続でしか検出できず、さらにそ
の検出分解能も受光素子１１Ｂの大きさの制限を受けて
、配列ピッチＰ以下にはできない。

したがって、高精度でずれを検出することができず、ま
た移動体Ｃのずれが大きい場合は、受光素子１１Ｂを数
多く並べる必要があるので、光センサー１１が大きくな
り、そのため光センサー１１の消費電力が増加するなと
の欠点かある。

本発明は光変位センザーのビームはマーク表面に対しあ
る角度以内なら斜めに照刺しても精ー３　− 度良く距離を計測できることを利用し床面上にマークを
貼着し、このマークに対し、ビームをスキャニングする
ようにしてマークとセンサー間の距離を計測することに
より位置を検知し、かつ移動体進行方向の両端に設けた
２つの光変位センサーとマークとの距離を求めることに
よりその方位をも検知するようになすことを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するためになしたもので、自律
走行する移動体に取り付けた距離を検出するための２個
の光変位センサーと移動体の目標経路に沿って設置した
複数の位置マークと光変位センサーのビームが位置マー
クを照射して得られる距離信号を演算処理して移動体と
位置マーク間の距離及び移動体の進行方位を計測する演
算装置からなる移動体の位置と方位の計測装置において
、光変位センサーのビームが床面な！！シ利すると共に
、移動体の進行方向に直角にビームが揺動して位置マー
クを検出するス４　− キャニング装置を設けたことを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下本発明を図示の実施例にもとづいて説明する。

本装置に使用する光変位センサーの一例の原理を第４図
に示す。光変位センサーの構成は赤外ＬＥＤ等の投光素
子２１，投光レンズ２２，位置マーク等の検出物体２３
からの反躬光を集光する受光レンズ２４，受光レンズ２
４を通ったスポット光を受光するフォトダイオート等の
受光素子２５とからなる。

第４図に示すように投光素子２１から出た光は投光レン
ズ２２で集束されて検出物体２３面に当たり、乱反射す
る。この乱反射光が受光レンズ２４て集束されて、受光
素子２５上にスポットＡ，　　Ｂなどを結ふ。これらス
ポットＡ，Ｂなどの位置は第４図の検出距離Ｑによって
変化するので、スボツ｝Ａ，Ｂなとの位置が分かれば、
検出距離Ｑが分かることになる。

スポットＡ，Ｈなとの位置を検出するために受光素子２
５はスポット位置によって異なる電気信号が得られる。

例えばポジションセンシティブディテクタを用いること
によって実現できる。

第２図及び第３図においてＣは無人搬送車等の移動体で
、床面Ｆ上を走行車輪Ｗにて、かつ移動体Ｃに搭載した
駆動装置により自律走行可能となっている。また移動体
Ｃの進行方向の中心線上に、かつ進行方向両端位置に光
変位センサーＢｌ，Ｂ２を夫々配設する。この光変位セ
ンサーＢｌ，Ｂ２は第１図に示すようにセンサー取付板
１に固定されると共に、このセシサー取付板ｌの回転軸
上にセンサー揺動用モータ２を設け、このモータ２の正
逆転により光変位センサーＢｌ又はＢ２を予め定めた角
度内にて揺動させるようになす。またこのモータ２には
パルスエンコーダ３を備える。従って光変位センサーＢ
ｌ，Ｂ２はそのビームは床面に向かって発射されるよう
に移動体Ｃの進行方向、前後両端下部に夫々配設され、
かつ鉛直線上に光ビームがＯ位置となるようにし、これ
により左右に光ビームが角度θのみ揺動ずるようになす
。

また床面Ｆには光変位センサーＢｌ，Ｂ２より発射され
る光ビームを反射せしめ計測するための反射マーク４（
例えば金属テーブ）を所定の位置に貼着する。この反射
マーク４は移動体Ｃに設けた光変位センサーＢｌ，８２
間の距離Ｌよりも少し長い距離Ｌｌの長さを有するもの
とし、これにより二つの光変位センサーより発射される
光ビームが同時に計測できるようになす。光変位センサ
ー揺動用モータにパルスエンコーダを設けることにより
回転量が検出でき、光変位センサーより発躬される光ビ
ームが基準線（鉛直線上）より左又は右方向に何度の角
度で発躬されているかを検出できるものとなる。

勿論、移動体Ｃの下部に設けた光変位センサーＢｌ，Ｂ
２は移動体の進行方向に直角に床面Ｆをスキャニングす
るようにし、また光ビームを反躬せしめる反削マークは
移動体Ｃの目標経路−　７ 上であってもあるいはそれに平行して所要間隔をあけて
設置してもよい。

上述の如く構成される移動体を予め定めた走行路すなわ
ち目標経路に従って走行させる。この時、予め定めた角
度内で光変位センサーＢｌ，Ｂ２は常時揺動しているの
で、この光変位センサーよりの光ビームにて座面上を常
にスキャニングしている。そして移動体が位置計測地点
に達すると移動体前部の光変位センサーＢ１の光ビーム
が反射マークを横切り、次いて後部の光変位センサーＢ
２の光ビームがマークを横切る。

このように両センサーＢｌ，Ｂ２の光ビームが反射マー
クに反躬してセンサーＢｌ，Ｂ２とマーク４との距離信
号が検出される。この時の距離計測値２とパルスエンコ
ーダのパルスカウントにより得られる角度αからマーク
４と光変位センサーＢｌ，Ｂ２のずれＸが判別される。

この時の位置ずれＸは ｘ　＝　Ｑ　ｓｉｎａ　　　◆●●◆◆■●◆◆（２）
にて求められる。この位置ずれＸが判ると移動８− 体の方位は次式にて演算して求められる。

ここで、センサーＢｌが算出した距離をＸＩ，センサー
Ｂ２が算出した距離をＸ２とすると、なお、光変位セン
サーＢｌ，Ｂ２により２つの光ビームが反躬マーク４に
反削して距離２と角度αを出力するとき、光ビームがマ
ークを横断している間、間歇的に複数個のデータが得ら
れる。従って距離Ｑと角度αはこれらの値の平均値をと
ってもよいし、あるいは２つの光ビームによるスキャナ
の揺動動作を同期させてビームがマークにあたり反躬し
た最初のデータを採用することもできる。

第５図は上記実施例における計測制御回路をブロック図
で示したものである。

さらに、光変位センサーによるスキャナをモータ左右に
揺動して行う方式の他に、モータの回転運動をカム機構
にて往復運動に変え、センサー取付板を揺動させ、この
取付板にパルスエンコーダを設けて角度のパルス信号を
検出する方法も採用できる。

また、第６図に示す計測制御のブロック図は異なりたる
実施例で、エンコーダを省いて同様の計測を行うもので
ある。

光変位センサーの光ビームが反射マークを検出したとき
のセンサーとマークとの距離２をセンサーからのデータ
として得ると位置ずれの距離Ｘは次式にて求められる。

Ｈ　：マークからセンサーまでの高さ（一定）この距離
Ωと高さＨをもとにして位置，方位演算回路で上式より
距離Ｘを算出し、さらに同じ演算装置でこの距離Ｘより
（３）式と同様に次式にて方位を算出てきる。

〔発明の効果〕

本発明による時は光変位センサーを用いたのでセンサー
を小形にてきるため、センサーの消費電力も小さくてす
み、かつ床面に反躬マークを配設するだけで、高精度で
移動体の位置，方位が計測できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光変位センサーの外観斜視図、第
２図は本発明装置の正面図、第３図はその底面図、第４
図は光変位センサーの原理を示す図、第５図は計測制御
回路のブロック図、第６図は異なりｋる実施例の計測制
御回路のブロック図である、第７図，第８図及ひ′第９
図は公知の計測方法を示し、第７図は公知の光センサー
の外観斜視図、第８図は正面図、第９図は平面図である
。 Ｃは移動体、Ｆは床面、Ｂｌ，Ｂ２は光変位センサー　
１は光変位センサー取付板、２はモータ、３はパルスエ
ンコーダ、４は反躬マーク。 第１図 第２図 第３図 日１ −６７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自律走行する移動体に取り付けた距離を検出する
   ための２個の光変位センサーと移動体の目標経路に沿っ
   て設置した複数の位置マークと光変位センサーのビーム
   が位置マークを照射して得られる距離信号を演算処理し
   て移動体と位置マーク間の距離及び移動体の進行方位を
   計測する演算装置からなる移動体の位置と方位の計測装
   置において、光変位センサーのビームが床面を照射する
   と共に、移動体の進行方向に直角にビームが揺動して位
   置マークを検出するスキャニング装置を設けたことを特
   徴とする移動体の位置と方位の計測装置。