JPH0480405B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は光ビームを利用した移動体の誘導な
らびに通信装置に関する。

(ロ) 従来技術 近年、光ビームを利用した移動体の誘導や通信
に関する技術が提案実施されているが、各々個別
に発生させた光ビームを利用するものであるた
め、光ビームの有効利用にかけるという欠点があ
る。すなわち、発生させた光ビームを回動する反
射鏡により走査して移動体の経路を形成させ、移
動体を誘導することは行われていたが、移動体へ
の通信を行う場合には別の光ビームを必要とす
る。

(ハ) 目的 この発明は光ビームを有効に利用した移動体の
誘導ならびに通信装置を提供することを目的とし
ている。

(ニ) 構成 この発明に係る移動体の誘導ならびに通信装置
は、移動体の経路に関連して設けられる固定局
に、光ビームを所定の信号で変調して発射する光
ビーム発生装置と、前記光ビーム発生装置から照
射された１本の光ビームを移動体に向けて反射さ
せる反射手段と、前記光ビームの反射角度を検出
する角度検知手段と、移動体から反射され戻つて
きた光ビームを受光検知する光検知手段と、該光
検知手段の出力に基づいて前記反射手段の動きを
制御する制御手段と、前記角度検知手段の出力に
基づいて移動体の走行制御信号を前記光ビーム発
生装置に与える走行指令手段を備え、 一方、移動体に、入射した光ビームを入射方向
と同方向に反射する反射装置と、前記入射した光
ビームを受光検知する光検知手段と、該光検知手
段の出力より前記固定局から送られた信号を取り
出す信号処理手段を備えたことを特徴としてい
る。

(ホ) 実施例 第１図は本発明の構成を説明するための概略
図、第２図は光ビームの行路を示す説明図、第３
図は回動ミラーの具体的構成図、第４図は本発明
の一実施例の構成を説明するためのブロツク図で
ある。

まづ固定局１０について説明する。

固定局１０は移動体３０の経路上の適宜の個所
に設けられる。

１１はレーザビームLB１を移動体３０に与え
るべき所定の信号で変調して発射する例えばレー
ザビーム発生装置である。このレーザビーム発生
装置１１は、レーザビーム発生器１１１と、これ
から照射されたレーザビームを変調する変調信号
発生回路１１２と、前記変調信号発生回路１１２
から与えられた変調信号でもつてレーザビームを
変調する光変調器１１３を含む。

１３はレーザビーム発生装置１１から発射され
たレーザビームLB１に移動体に向けて反射させ
る反射手段としての回動ミラーであり、この回動
ミラー１３は直交する２軸方向に対してパルスモ
ータ１４ａ及び１４ｂでもそれぞれ独立に駆動さ
れる。

１６は前記回動ミラー１３に関連して設けられ
る光検知手段としての光検知器である。この光検
知器１６は、移動体から反射されて戻つてきて、
スプリツタ１２で分岐されたレーザビームLB２
をレンズ系を介して検知する。この光検知器１６
は、例えば、第２図ｂに示すように、略扇形状の
４個の太陽電池１６ａ〜１６ｄを円形に配設して
なる。

第３図及び第４図において、第１図と同一物は
同一符合で示している。１４１はパルスモータ１
４ｂが取りつけられるフレーム、１４２は前記パ
ルスモータ１４ａ及び回動ミラー１３を支持する
Ｌ型リンクである。１５ａと１５ｂは、前記パル
スモータ１４ａ及び１４ｂに直結され、レーザビ
ームLB１の反射角度を検知する角度検知手段と
してのロータリエンコーダである。なお、前記回
動ミラー１３は移動体の直線経路端部上に設けら
れている。

一方、第４図において、１７は前記光検知器１
６の各検知出力を与えられ、それらからレーザビ
ームの追尾方向を弁別する追尾方向弁別回路、１
８は追尾方向弁別回路１７の出力を得て、マイク
ロコンピユータ１９に追尾信号を与える追尾信号
発生回路である。

マイクロコンピユータ１９は、前記追尾信号に
基づき、駆動回路２０ａ及び２０ｂを介してパル
スモータ１４ａ及び１４ｂをそれぞれ制御する。
さらに、マイクロコンピユータ１９は、ロータリ
エンコーダ１５ａ，１５ｂからの信号に基づき、
移動体の走行を制御するための信号を前記変調信
号発生回路１１２に与える。したがつて、このマ
イクロコンピユータ１９は、回動ミラー１３の動
きを制御する制御手段としての機能の他に、移動
体に与えるべき指令を発する走行指令手段として
の機能をも具備する。

つぎに、移動体に備えられる構成について説明
する。

３２はレーザビームLB１を分岐する手段とし
てのスプリツタである。このスプリツタ３２はコ
ーナキユーブ３３で反射されたレーザビームLB
２を分岐するものであつてもよい。３３はスプリ
ツタ３２を通過したレーザビームLB１をその入
射方向に反射する反射装置としてのオーナキユー
ブである。３５は、前記スプリツタ３２で分岐さ
れ、第２図に示すようにレンズ系３４で集光され
たレーザビームLB３を検知する光検知器である。

３６は光検知器３５の出力より固定局から送ら
れた信号を復調する復調器である。３９は信号処
理回路３７を介して、前記復調された信号に基づ
いて、移動体の操舵装置３８を制御するマイクロ
コンピユータである。したがつて、前記復調器３
６、信号処理回路３７及びマイクロコンピユータ
３９は、移動体に備えられる信号処理手段を構成
する。

次に、上述した構成を備えた実施例の動作につ
いて説明する。

レーザビーム発生装置１１から照射されたレー
ザビームLB１は、スプリツタ１２を通過し、回
動ミラー１３によつて移動体に向けて反射され
る。移動体のスプリツタ３２を透過したレーザビ
ームLB１は、コーナキユーブ３３でその入射方
向と同一方向に反射される。反射されたレーザビ
ームLB２は、固定局の回動ミラー１３によつて
反射された後、スプリツタ１２によつて分岐さ
れ、さらに、レンズ系で集光されて光検知器１６
に入射する。

しかして、追尾方向弁別回路１７及び追尾信号
発生回路１８は、光検知器１６の各検知出力に基
づき、適宜の追尾信号をマイクロコンピユータ１
９に与える。マイクロコンピユータ１９は、各光
検知器１６ａ〜１６ｄの出力がそれぞれ等しくな
るように、パルスモータ１４ａ，１４ｂの回転を
制御する。これにより、レーザビームLB１は前
記コーナキユーブ３３に常時入射するように固定
局から照射される。

経路上にいくつかの地点を定めておき、この地
点へ移動体を移動させ、各地点での受光検知器１
６ａ〜１６ｄの各出力が等しくなるように回動ミ
ラー１３を回動させたときのロータリエンコーダ
１５ａ，１５ｂの回動角度を実測し、この実測値
を予めマイクロコンピユータ１９に入力してお
く。

マイクロコンピユータ１９は前記実測された回
動角度をトレースするので、レーザビームLB１
は予め定められた経路をトレースすることにな
る。

そこで、移動体が正しく経路を移動していると
きは、各受光検知器１６ａ〜１６ｄの出力が等し
く、従つて、マイクロコンピユータ１９に入力す
るロータリエンコーダ１５ａ，１５ｂの回動角度
は前記実測値と同じ値であり、このときは特に進
路を修正する信号は必要でない。

しかし、移動体が経路から逸脱しはじめると、
受光検知器１６ａ〜１６ｄの各出力が相違してい
る。この出力の相違が移動体のずれをあらわす。
したがつて、前記出力の差から進路修正信号を決
定して、この信号をレーザビーム発生装置１１に
与える。レーザビーム発生装置１１はこれにより
レーザビームLB１を変調して移動体に与える。

照射されたレーザビームLB１は移動体の光検
知器３５に入射する。復調器３６は光検知器３５
の出力に基づいて前記固定局から送られた信号を
復調し、信号処理回路３７を介してマイクロコン
ピユータ３９に与える。マイクロコンピユータ３
９は、この信号に基づき、移動体の進路信号を操
舵装置３８に発する。その結果、移動体は経路か
らの逸脱が修正され、マイクロコンピユータ１９
に予め入力された経路の通り走行する。

尚、固定局から移動体へ送る情報は、上述した
ような進路修正信号に限られず、例えば、停止信
号、行き先指定信号等の任意の情報を並行して送
ることも勿論可能である。

また、実施例では、レーザビームを用いて移動
体の誘導等を行つたが、これは赤外線ビーム、可
視光等の光ビーム用いるものであつてもよい。

(ヘ) 効果 この発明は、光ビームによつて、移動体の誘導
及び情報伝達を行うものであるから、光ビームを
有効に利用することができる。

また、この発明に係る装置は、移動体の経路か
らの逸脱を固定局で検知するから、移動体には、
固定局から照射された光ビームからの変移を検出
するための受光手段を特に設ける必要がない。こ
れは、多くの移動体の走行を制御する場合におい
て、それぞれの移動体に前記受光手段を備えるこ
とに比較して、装置を安価に構成することができ
るという効果を奏する。

さらに、この発明によれば、固定局から照射さ
れる光ビームは移動体に追随して比較的ゆつくり
動く。したがつて、光ビームが経路に沿つて高速
に揺動する場合と比較して、作業者に不快感を与
えることが少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を説明するための概略
図、第２図は光ビームの行路を示す説明図、第３
図は回動ミラーの具体的構成図、第４図は本発明
の一実施例の構成を説明するためのブロツク図で
ある。 １１……レーザビーム発生装置、１２，３２…
…スプリツタ、１３……回動ミラー、１４ａ，１
４ｂ……パルスモータ、１５ａ，１５ａ……ロー
タリエンコーダ、１９，３９……マイクロコンピ
ユータ、３３……コーナキユーブ、３５……光検
知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動体の経路に関連して設けられる固定局
   に、光ビームを所定の信号で変調して発射する光
   ビーム発生装置と、前記光ビーム発生装置から照
   射された光ビームを移動体に向けて反射させる反
   射手段と、該反射手段における前記光ビームの反
   射角度を検出する角度検知手段と、移動体から反
   射されて戻つてきた光ビームを受光検知する光検
   知手段と、該光検知手段の出力に基づいて前記反
   射手段の動きを制御することにより前記光ビーム
   によつて移動体を追尾する制御手段と、前記角度
   検知手段の出力に基づいて移動体の走行制御信号
   を前記光ビーム発生装置に与える走行指令手段を
   備え、前記走行指令手段は、角度検知手段により
   検出される光ビームの反射角度と、移動体が定め
   られた経路に在るときに採るべき光ビームの反射
   角度との差が零になるように、マイクロコンピユ
   ータが移動体の走行制御信号を発するようにする
   ものであり、一方、移動体に、入射した光ビーム
   を入射方向と同方向に反射する反射装置と、前記
   入射した光ビームを受光検知する光検知手段と、
   該光検知手段の出力により前記固定局から送られ
   た信号を取り出す信号処理手段を備えたことを特
   徴とする移動体の誘導ならびに通信装置。 ２ 前記固定局に備えられる反射手段は、モータ
   によつて直交２軸に対してそれぞれ独立に駆動さ
   れる回動ミラーであり、かつ、前記固定局に備え
   られる角度検知手段は、前記モータの回動角をロ
   ータリエンコーダによつて検出するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の移動
   体の誘導ならびに通信装置。 ３ 前記固定局に備えられる光検知手段は、複数
   個の太陽電池を配設してなるものであり、かつ、
   前記固定局に備えられる反射手段の動きを制御す
   る制御手段は、前記太陽電池の各出力がそれぞれ
   等しくなるように、マイクロコンピユータによつ
   て該反射手段の動きを制御するものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の移動体の
   誘導ならびに通信装置。 ４ 前記移動体に備えられる反射装置はコーナキ
   ユーブであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の移動体の誘導ならびに通信装置。 ５ 前記移動体に備えられる光検知手段に入射す
   る光ビームは、移動体の反射装置に入射する光ビ
   ームを分岐して得られる光ビームであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の移動体の誘
   導ならびに通信装置。 ６ 前記移動体に備えられる信号処理手段は、移
   動体に備えられる光検知手段の出力を与えられる
   復調器と復調された信号に基づき移動体の走行を
   制御するマイクロコンピユータとを含むものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   移動体の誘導ならびに通信装置。 ７ 前記固定局に備えられる光検知手段である太
   陽電池は略扇形状の複数個の太陽電池を円形又は
   楕円形に配設したものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の移動体の誘導ならびに
   通信装置。