JPH062130U - ３次元位置標定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】原子炉容器内を移動するロボットを対象物とす
る位置標定において、深さ方向の位置標定精度を向上さ
せる。 【構成】位置標定を行なう対象物に対するパン角及びチ
ルト角を計測する測角儀と該対象物までの距離を計測す
るレーザ測長器とを備えた３台のセンサ１ａ〜１ｃと、
これら３台のセンサ１ａ〜１ｃと対象物の間それぞれの
距離を位相計測器８の出力する位相差情報を用いて計測
し、得られた３つの距離情報を用いて対象物に対する深
さ方向の位置標定演算を行なうパーソナルコンピュータ
９とを具備する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、原子炉容器内を移動するロボットの位置標定を行なう３次元位置標 定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

原子炉容器内を移動するロボットの位置標定を行なう装置として、従来は図３ に示すような構成のものを使用していた。

【０００３】 すなわち、同図で２１，２２は共に測角儀であり、この２台の測角儀２１，２ ２で得たターゲット２３としてのロボットに対するパン角θ1 ，θ2 及びチルト 角φ1 ，φ2 と基線Ｄにより、ターゲット23の位置標定を行なうようになってい た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように２台の測角儀２１，２２によりターゲット23であるロボットの位 置標定を行なう構成にあっては、原子炉容器内を移動するロボットの深さ方向の 距離が増すに従って該深さ方向の位置標定精度が悪化するという不具合があった 。

【０００５】 本考案は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは 、深さ方向（垂直方向）の位置標定精度を向上させることが 可能な３次元位置標定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】

すなわち本考案は、原子炉容器内を移動するロボットを対象物とする位置標定 において、位置標定を行なう対象物に対するパン角及びチルト角を計測する測角 儀と該対象物までの距離を計測するレーザ測長器とを備えた３台のセンサを使用 し、これら３台のセンサとターゲットの間のそれぞれの距離を計測し、得られた 上記３つの距離情報を用いて深さ方向の位置標定演算を行なうようにしたもので 、水平面の位置のみならず、深さ方向の位置標定精度をも向上させることができ る。

【０００７】

【実施例】

以下図面を参照して本考案の一実施例を説明する。

【０００８】 図１はそのシステム構成を示す図であり、１ａ〜１ｃはそれぞれ同様構成のセ ンサである。すなわち、センサ１ａ（１ｂ，１ｃ）は、レーザ測長器２ａ（２ｂ ，２ｃ）と測角儀３ａ（３ｂ，３ｃ）とからなっている。

【０００９】 レーザ測長器２ａ（２ｂ，２ｃ）はまた、投光器４ａ（４ｂ，４ｃ）と受光器 ５ａ（５ｂ，５ｃ）とを有しており、投光器４ａ（４ｂ，４ｃ）はレーザ発生器 ６で強度変調されたレーザ光を出射し、ここでは図示しないターゲット１０で反 射された光を受光器５ａ（５ｂ，５ｃ）で受光して電気信号に変換し、同軸リレ ー７を介して位相計測器８で位相差の計測を行なう。計測によって得られた位相 差情報はパーソナルコンピュータ９へ送られる。

【００１０】 また、測角儀３ａ（３ｂ，３ｃ）で得られたターゲット１０に対するパン角、 チルト角の情報は直接パーソナルコンピュータ９へ送られ、パーソナルコンピュ ータ９は上記位相差情報と測角儀３ａ〜３ｃからのパン角情報、チルト角情報に よりターゲット１０であるロボットの水平面方向及び垂直面方向（深さ方向）の 位置を演算により算出する。

【００１１】 上記のような構成にあって、位相計測器８で得られる位相差情報をｎ、センサ とターゲット１０との距離をＤとした場合、パーソナルコンピュータ９は Ｄ＝Ｃｎ／２ｆ …(1) （但し、Ｃ：光速度、 ｆ：レーザ光の変調周波数。） なる式で該距離Ｄを求める。

【００１２】 図２はセンサ１ａ〜１ｃとターゲット１０との位置関係を示す図であり、セン サ１ａ〜１ｃとターゲット１０の間の距離Ｄ1 〜Ｄ3 は次式により求めることが できる。すなわち、センサ１ａ〜１ｃの座標をそれぞれ（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、 （ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）（ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ）とすると、ターゲット１０の位置座 標（ｘ，ｙ，ｚ）により Ｄ1 ² ＝（ｘ−ｘ1 ）² ＋（ｙ−ｙ1 ）² ＋（ｚ−ｚ1 ）² Ｄ2 ² ＝（ｘ−ｘ2 ）² ＋（ｙ−ｙ2 ）² ＋（ｚ−ｚ2 ）² Ｄ3 ² ＝（ｘ−ｘ3 ）² ＋（ｙ−ｙ3 ）² ＋（ｚ−ｚ3 ）² …(2) なる関係が成立つ。上記方程式をｚについて解くと、垂直方向（深さ方向）の距 離Ｚを求めることができるものである。

【００１３】 また、ターゲット１０の水平面の位置は、測角儀３ａ〜３ｃで計測したパン角 θ1 〜θ3 により ｉ）センサ１ａ，１ｂから求める場合には ｘ＝（αｘ1 −βｘ2 −ｙ1 ＋ｙ2 ）／（α−β） ｙ＝（αβ（ｘ1 −ｘ2 ）−βｙ1 ＋αｙ2 ）／（α−β） …(3) ｉｉ）センサ１ｂ，１ｃから求める場合には ｘ＝（βｘ2 −γｘ3 −ｙ2 ＋ｙ3 ）／（β−γ） ｙ＝（βγ（ｘ2 −ｘ3 ）−γｙ2 ＋βｙ3 ）／（β−γ） …(4) ｉｉｉ）センサ１ａ，１ｃから求める場合には ｘ＝（γｘ3 −αｘ1 −ｙ3 ＋ｙ1 ）／（γ−α） ｙ＝（γα（ｘ3 −ｘ1 ）−αｙ3 ＋γｙ1 ）／（γ−α） …(5) （但し、α：ｔａｎ（θ1 ＋ｔａｎ^-1（ｘ1 ／ｘ1 ）、 β：ｔａｎ（θ2 ＋ｔａｎ^-1（ｘ2 ／ｘ2 ）、 γ：ｔａｎ（θ3 ＋ｔａｎ^-1（ｘ3 ／ｘ3 ）。） として求めることができるもので、上記パン角θ1 ，θ2 ，θ3 の値からセンサ １ａ〜１ｃの内の二つを選択して標定に用いる。

【００１４】 以上の標定方法によって、水平面だけでなく、深さ方向においても高い標定精 度を得ることができる。

【００１５】

【考案の効果】

以上に述べた如く本考案によれば、原子炉容器内を移動するロボットを対象物 とする位置標定において、位置標定を行なう対象物に対するパン角及びチルト角 を計測する測角儀と該対象物までの距離を計測するレーザ測長器とを備えた３台 のセンサを使用し、これら３台のセンサとターゲットの間のそれぞれの距離を計 測し、得られた上記３つの距離情報を用いて深さ方向の位置標定演算を行なうよ うにしたので、水平面の位置のみならず、深さ方向の位置標定精度をも向上させ ることが可能な３次元位置標定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るシステム構成を示すブ
ロック図。

【図２】同実施例に係るセンサとターゲットとの位置関
係を示す図。

【図３】従来の位置標定装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ…センサ、２ａ〜２ｃ…レーザ測長器、３ａ
〜３ｃ，２１，２２…測角儀、４ａ〜４ｃ…投光器、５
ａ〜５ｃ…受光器、６…レーザ発生器、７…同軸リレ
ー、８…位相計測器、９…パーソナルコンピュータ、１
０，２３…ターゲット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置標定を行なう対象物に対するパン角
   及びチルト角を計測する測角儀と該対象物までの距離を
   計測するレーザ測長器とを備えた３台のセンサと、 これら３台のセンサと上記対象物の間それぞれの距離を
   上記レーザ測長器からの出力により計測し、得られた上
   記３つの距離情報を用いて上記対象物の深さ方向の位置
   標定演算を実行する演算手段とを具備したことを特徴と
   する３次元位置標定装置。