JPH0762707B2 - Method of controlling tracking speed of moving body by light beam - Google Patents

Method of controlling tracking speed of moving body by light beam

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JPH0762707B2
JPH0762707B2 JP63111343A JP11134388A JPH0762707B2 JP H0762707 B2 JPH0762707 B2 JP H0762707B2 JP 63111343 A JP63111343 A JP 63111343A JP 11134388 A JP11134388 A JP 11134388A JP H0762707 B2 JPH0762707 B2 JP H0762707B2
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light receiving
light beam
moving body
light
tracking
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Inventor
浩一 中野
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日立機電工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は光ビームを用いた移動体の追尾方法に係り、特
に移動体の運動が急変しても安定した追尾ができるよう
にした光ビームによる移動体の追尾速度制御方法に関す
る。
The present invention relates to a method of tracking a moving body using a light beam, and in particular to a light beam capable of performing stable tracking even when the movement of the moving body changes suddenly. The present invention relates to a method for controlling a tracking speed of a moving body.

〈従来の技術〉 従来、光ビームを用いて移動体を追尾する装置として、
光ビーム発生器と光ビーム走査手段と移動体に設けた再
帰反射体とこれによって反射し再帰する光ビームを受光
検知する受光検知器と、この検知出力によって光ビーム
走査手段を制御する制御器とを具備したものがある。以
下その装置と追尾方法の概要について説明する。
<Prior Art> Conventionally, as a device for tracking a moving body using a light beam,
A light beam generator, a light beam scanning means, a retroreflector provided on a moving body, a light receiving detector for receiving and detecting a light beam reflected and reflected by the retroreflector, and a controller for controlling the light beam scanning means by this detection output. Some are equipped with. The outline of the apparatus and the tracking method will be described below.

第8図は従来装置の概要を示す模式的説明図である。本
装置の固定局10は走査手段100と制御部300とを備えてい
る。走査手段100は光ビームLBを発生させる光ビーム発
生器110と、この光ビーム発生器110から発生した光ビー
ムLBを空間に向けて発射し空間を走査させるスキャンニ
ング機構120と、移動体20に設けた再帰反射体200によっ
て反射して再帰する帰還ビームRBを受光検知する受光検
知器130とによって構成されている。
FIG. 8 is a schematic explanatory view showing an outline of a conventional device. The fixed station 10 of this device includes a scanning unit 100 and a control unit 300. The scanning means 100 includes a light beam generator 110 that generates a light beam LB, a scanning mechanism 120 that emits the light beam LB generated from the light beam generator 110 toward a space and scans the space, and a moving body 20. It is configured by a light receiving detector 130 that detects the feedback beam RB that is reflected by the retroreflector 200 provided and returns.

詳述すると、前記光ビーム発生器110と受光検知器130と
はそれぞれの光軸が同一になるように一体に構成されて
おり、軸付支持枠121によって固定されるようになって
おり、軸付支持枠121は枠体122に回動自在に軸支されて
いる。スキャンニング機構120はコの字型に形成され、
前記軸付支持枠121を軸支する枠体122をY軸方向に回動
させるY軸パルスモータ124と枠体をX軸方向に回動さ
せるX軸パルスモータ123とを有している。そして前記
光ビーム発生器110からの光ビームLBはスキャンニング
機構120によて空間を走査する。一方、移動体20には、
コーナキューブ等の再帰反射体200が設けられており、
前記走査された光ビームLBが入射し、再帰反射体200よ
って反射され帰還ビームRBとして固定局10に再帰するよ
うになっている。
More specifically, the light beam generator 110 and the light receiving detector 130 are integrally configured so that their optical axes are the same, and are fixed by a support frame 121 with a shaft. The attached support frame 121 is rotatably supported by the frame body 122. The scanning mechanism 120 is formed in a U shape,
It has a Y-axis pulse motor 124 for rotating the frame body 122 which supports the shaft-supporting frame 121 in the Y-axis direction and an X-axis pulse motor 123 for rotating the frame body in the X-axis direction. Then, the light beam LB from the light beam generator 110 scans the space by the scanning mechanism 120. On the other hand, in the moving body 20,
A retroreflector 200 such as a corner cube is provided,
The scanned light beam LB enters, is reflected by the retroreflector 200, and returns to the fixed station 10 as a return beam RB.

受光検知器130は前記帰還ビームRBの位置ずれを検知す
るもので、4象限にわたって多数の受光素子群をその中
心に通過孔131を有する板状体に配設したものである。
The light receiving detector 130 detects the positional deviation of the return beam RB, and is formed by arranging a large number of light receiving element groups in a quadrant in a plate having a through hole 131 in the center thereof.

追尾が完全に行われている場合には、光ビームLBは再帰
反射体200の中心に入射し、その帰還ビームRBは光ビー
ムLBと同じ方向に再帰するので、帰還ビームRBは受光検
知器130の通過孔131内を通過し、受光検知器130は受光
検知しない。また追尾が外れた場合は帰還ビームRBは位
置ずれを生じ、前記通過孔131を通過せず、受光検知器1
30は受光検知する。
When the tracking is completed, the light beam LB is incident on the center of the retroreflector 200, and its return beam RB recurs in the same direction as the light beam LB. The light receiving detector 130 does not detect the received light. When the tracking is off, the return beam RB is displaced, does not pass through the passage hole 131, and the light receiving detector 1
30 detects light reception.

受光検知器130の受光素子群は座標によって予め定めら
れており、当該座標によって定められている検出信号に
よって制御部300は帰還ビームRBの位置ずれが零となる
方向にスキャンニング機構120が回転するようにX軸パ
ルスモータ123、Y軸パルスモータ124を制御し、光ビー
ムLBが常に再帰反射体200の中心を追尾するようになっ
ている。
The light receiving element group of the light receiving detector 130 is predetermined by coordinates, and the control unit 300 causes the scanning mechanism 120 to rotate in a direction in which the positional deviation of the return beam RB becomes zero according to the detection signal defined by the coordinates. As described above, the X-axis pulse motor 123 and the Y-axis pulse motor 124 are controlled so that the light beam LB always tracks the center of the retroreflector 200.

第9図は従来装置の制御部300のブロック図である。制
御部300は受光検知器130として受光位置センサー132を
使用しており、X軸、Y軸用極性判別回路301、302、X
軸、Y軸モータ駆動回路303、304、速度設定器305、速
度信号発生回路306とからなっている。受光位置センサ
ー132によって検出された帰還ビームRBの受光位置はX
軸、Y軸それぞれに受光位置信号として前記X軸、Y軸
用極性判別回路301、302へ入力される。X軸、Y軸用極
性判別回路301、302は受光位置信号の象限によって定ま
る正・負極性を判別して追尾方向を決定し、追尾方向信
号としてX軸、Y軸モータ駆動回路303、304、に入力さ
れる。
FIG. 9 is a block diagram of the control unit 300 of the conventional device. The control unit 300 uses the light receiving position sensor 132 as the light receiving detector 130, and uses the X-axis and Y-axis polarity determination circuits 301, 302, X.
Axis, Y-axis motor drive circuits 303 and 304, speed setter 305, and speed signal generation circuit 306. The light receiving position of the return beam RB detected by the light receiving position sensor 132 is X
A light receiving position signal is input to each of the X-axis and Y-axis polarity determination circuits 301 and 302. X-axis and Y-axis polarity determination circuits 301 and 302 determine the tracking direction by determining the positive / negative polarity determined by the quadrant of the light receiving position signal, and the X-axis and Y-axis motor drive circuits 303 and 304 as tracking direction signals. Entered in.

速度信号発生回路306は追尾速度信号を発するもので、
速度設定器305で予め設定された追尾速度でもって、走
査手段100が追尾できるようにするものである。
The speed signal generation circuit 306 outputs a tracking speed signal,
The scanning means 100 can perform tracking at a tracking speed preset by the speed setting device 305.

この追尾速度信号は前記X軸、Y軸モータ駆動回路30
3、304へ入力される。この回路は追尾速度信号に応じた
速度で追尾方向信号X、Yの示す方向へ前記X軸パルス
モータ123、Y軸パルスモータ124を回転させる。これに
よってスキャンニング機構120が回動し、光ビームLBが
移動体20の再帰反射体200の中心部に入射するように光
ビーム発生器110の方向が制御されるようになってい
る。
This tracking speed signal is used for the X-axis and Y-axis motor drive circuit 30.
Input to 3, 304. This circuit rotates the X-axis pulse motor 123 and the Y-axis pulse motor 124 in the directions indicated by the tracking direction signals X and Y at a speed corresponding to the tracking speed signal. As a result, the scanning mechanism 120 is rotated, and the direction of the light beam generator 110 is controlled so that the light beam LB is incident on the central portion of the retroreflector 200 of the moving body 20.

〈発明が解決しようとする課題〉 前記のような従来の光ビームによる移動体の追尾速度制
御方法においては、移動体の移動速度が光ビーム発生手
段の追尾速度を予め設定した追尾速度よりも早い場合に
は、光ビームが移動体の再帰反射体から外れ、移動体の
追尾ができないようになる。このような状態を回避する
ため、走査手段の追尾速度を高速にすることが考えられ
る。しかし、前記追尾速度を高速の一定値に設定するこ
と、移動体の始動、停止、方向変換など、移動体の運動
又は移動方向が急変するときには追尾が不安定となり、
場合によっては追尾が不可能となる問題があった。
<Problems to be Solved by the Invention> In the conventional tracking speed control method for a moving body using a light beam, the moving speed of the moving body is faster than the preset tracking speed of the light beam generating means. In this case, the light beam deviates from the retroreflector of the moving body, and the moving body cannot be tracked. In order to avoid such a state, it is possible to increase the tracking speed of the scanning means. However, when the tracking speed is set to a constant value at a high speed, the moving body starts, stops, or changes direction, when the movement or moving direction of the moving body suddenly changes, tracking becomes unstable,
In some cases, there is a problem that tracking becomes impossible.

本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、移動体の
運動もしくは移動方向が急変しても安定に追尾し得る光
ビームによる移動体の追尾速度制御方法を提供すること
を目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a tracking speed control method for a moving body using a light beam that can stably track even if the movement or the moving direction of the moving body changes suddenly.

〈課題を解決するための手段〉 本発明に係る光ビームによる移動体の追尾速度制御方法
は、固定局から移動体を追尾する光ビームによる移動体
の追尾速度制御方法であって、固定局は光ビーム発生器
と、光ビーム発生器から発射した光ビームを空間へ向け
て走査させる光ビーム走査手段と、移動体に設けた再帰
反射体により反射し再帰する帰還ビームを受光検知する
受光検知器と、受光検知器の検知出力に基づいて移動体
の移動方向を判別し光ビーム走査手段を制御する制御部
とを備えており、かつ、前記制御部は前記受光検知器に
よって検出された帰還ビームの受光位置の変化から光ビ
ーム走査手段の回動中心からみた移動体の角速度と走査
した光ビームの角速度との差を求め、この角速度差が零
となるように光ビーム走査手段の追尾速度を加減速制御
するようにしたことを特徴としている。
<Means for Solving the Problem> A tracking speed control method of a moving body by a light beam according to the present invention is a tracking speed control method of a moving body by a light beam for tracking a moving body from a fixed station, wherein the fixed station is A light beam generator, a light beam scanning means for scanning a light beam emitted from the light beam generator toward the space, and a light receiving detector for receiving and detecting a return beam reflected by a retroreflector provided in a moving body and returning. And a control unit that controls the light beam scanning means by determining the moving direction of the moving body based on the detection output of the light receiving detector, and the control unit is a feedback beam detected by the light receiving detector. The difference between the angular velocity of the moving body as seen from the center of rotation of the light beam scanning means and the angular velocity of the scanned light beam is obtained from the change in the light receiving position of the light beam scanning means, and the tracking speed of the light beam scanning means is adjusted so that this angular velocity difference becomes zero. It is characterized in that the acceleration and deceleration are controlled.

〈作用〉 光ビーム発生器から発生した光ビームは空間に向けて発
射されるとともに走査手段により走査される。この光ビ
ームが移動体に設けた再帰反射体に入射すると、帰還ビ
ームとして再帰する。移動体の移動によって帰還ビーム
の受光検知器の受光位置がずれる。この受光位置の変化
方向を極性判別回路で判別し、この判別結果はモータ駆
動回路に追尾方向信号として入力される。一方、前記受
光位置の変化量から、光ビーム走査手段の回動中心から
みた移動体の角速度と走査した光ビームの角速度との差
が求められる。この角速度差は加減速信号として速度信
号発生回路に入力され、速度信号発生回路の出力は追尾
速度信号としてモータ駆動回路に入力される。しかして
モータ駆動回路は追尾速度信号に従い、X軸、Y軸各パ
ルスモータを駆動し、前記角速度差が零となるように走
査手段の追尾速度を加減速制御する。
<Operation> The light beam generated from the light beam generator is emitted toward the space and scanned by the scanning means. When this light beam is incident on the retroreflector provided on the moving body, it returns as a return beam. Due to the movement of the moving body, the light receiving position of the light receiving detector for the return beam is displaced. The direction of change of the light receiving position is discriminated by the polarity discriminating circuit, and the discrimination result is input to the motor drive circuit as a tracking direction signal. On the other hand, the difference between the angular velocity of the moving body viewed from the center of rotation of the light beam scanning means and the angular velocity of the scanned light beam is obtained from the amount of change in the light receiving position. This angular velocity difference is input to the velocity signal generation circuit as an acceleration / deceleration signal, and the output of the velocity signal generation circuit is input to the motor drive circuit as a tracking velocity signal. Then, the motor drive circuit drives the X-axis and Y-axis pulse motors according to the tracking speed signal, and controls the tracking speed of the scanning means so that the angular speed difference becomes zero.

〈実施例〉 以下本発明の一実施例を図面を参照しつつ説明する。<Example> An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に使用する追尾装置の概要を示す模式的
説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an outline of a tracking device used in the present invention.

本発明に係る追尾装置の固定局10は走査手段100と制御
部400と移動体20に設けた再帰反射体200によって構成さ
れる。走査手段100と再帰反射体200とは従来技術と同一
構成であり、その詳細説明は省略する。制御部400は第
2図に示すように、第9図に示す従来装置の制御部300
の入力側にレジスタ403、404、405、406と、減算器40
7、408と、加減速判別回路409、410とを付加したもので
ある。上記以外は従来装置の制御部300と同じ構成にな
っている。
The fixed station 10 of the tracking device according to the present invention is composed of the scanning means 100, the control unit 400, and the retroreflector 200 provided on the moving body 20. The scanning means 100 and the retroreflector 200 have the same configuration as in the prior art, and detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 2, the control unit 400 is the control unit 300 of the conventional device shown in FIG.
Registers 403, 404, 405, 406 and subtractor 40 on the input side of
7, 408 and acceleration / deceleration determination circuits 409, 410 are added. Other than the above, the configuration is the same as the control unit 300 of the conventional device.

次に本追尾装置を用いた移動体の追尾速度制御方法につ
いて説明する。
Next, a tracking speed control method for a moving body using this tracking device will be described.

光ビーム発生器110から発生した光ビームLBは通過孔131
を通過し、空間に発射され走査される。前記走査された
光ビームLBは再帰反射体200の中心に入射すると、帰還
ビームRBとして、光ビームLBと同じ方向に再帰し、通過
孔131に向かう。追尾が完全に行われている場合には、
受光位置センサー132は帰還ビームRBを受光検知しない
か、または受光位置センサー132の全象限均等に受光す
る。しかして移動体20が完全追尾の状態から外れようと
すると、帰還ビームRBは通過孔131から外れて受光位置
センサー132のいずれかの受光素子に入射する。
The light beam LB generated from the light beam generator 110 passes through the through hole 131.
And is launched into space and scanned. When the scanned light beam LB is incident on the center of the retroreflector 200, it returns as a return beam RB in the same direction as the light beam LB and goes to the passage hole 131. If tracking is complete,
The light receiving position sensor 132 does not detect the return beam RB, or receives the return beam RB evenly in all quadrants of the light receiving position sensor 132. Then, when the moving body 20 tries to move out of the state of complete tracking, the return beam RB deviates from the passage hole 131 and enters one of the light receiving elements of the light receiving position sensor 132.

なお、受光位置センサー132の受光素子の位置は座標に
よって予め定められており、当該座標に定められている
検出信号として検出されるものである。例えば前記受光
素子の位置が第1象限内の場合はX軸・Y軸方向とも正
極性であり、受光位置信号はスキャンニング機構120の
回動方向つまり追尾方向信号を右、上として出力する。
また前記受光位置が座標の原点であると、受光位置信号
はともに零となり、追尾方向信号を零として出力する。
The position of the light receiving element of the light receiving position sensor 132 is predetermined by the coordinates and is detected as a detection signal set at the coordinates. For example, when the position of the light receiving element is in the first quadrant, both the X-axis and Y-axis directions have a positive polarity, and the light receiving position signal outputs the rotating direction of the scanning mechanism 120, that is, the tracking direction signal as right and up.
When the light receiving position is the origin of the coordinates, the light receiving position signals are both zero, and the tracking direction signal is output as zero.

前記受光位置センサー132の検出信号は受光位置信号と
して極性判別回路401、402に入力され、追尾方向信号と
して出力される。また前記受光位置信号は減算器407、4
08に入力されるともに、レジスタ403、405により保持さ
れる。そして移動体20の移動に伴う新しい受光位置信号
がレジスタ403、405に入力されると、その前の旧受光位
置信号はレジスタ404、406にシフトされる。
The detection signal of the light receiving position sensor 132 is input to the polarity determining circuits 401 and 402 as a light receiving position signal and output as a tracking direction signal. Further, the light receiving position signal is subtracted from the subtracters 407 and 4
It is input to 08 and held by the registers 403 and 405. When a new light receiving position signal accompanying the movement of the moving body 20 is input to the registers 403 and 405, the previous old light receiving position signal is shifted to the registers 404 and 406.

減算器407、408では、新しい受光位置信号からレジスタ
403、405に保持されたその前の旧受光位置信号を減じ、
この絶対値を受光位置の変化量として出力し、加減速判
別回路409、410に入力される。加減速判別回路409、410
では受光位置の変化量が正の場合は加速、零の場合は定
速、負の場合は減速と判断、速度信号発生回路413、414
にその判断した加減速信号を出力する。
The subtracters 407 and 408 register the new light receiving position signal from the register.
Decrease the previous old light receiving position signal held in 403, 405,
This absolute value is output as the amount of change in the light receiving position and input to the acceleration / deceleration determination circuits 409 and 410. Acceleration / deceleration discrimination circuit 409, 410
If the amount of change in the light receiving position is positive, it is determined to be acceleration, if it is zero, it is determined to be constant speed, and if it is negative, it is determined to be deceleration.
The determined acceleration / deceleration signal is output to.

次に、速度信号発生回路413、414は前記信号に基づいて
X軸パルスモータ123、Y軸パルスモータ124の回転速度
を加減速する追尾速度信号を出力する。X軸、Y軸モー
タ駆動回路415、416は前記追尾信号及び追尾速度信号に
基づいてX軸パルスモータ123とY軸パルスモータ124を
駆動せしめる。
Next, the speed signal generation circuits 413 and 414 output tracking speed signals for accelerating and decelerating the rotation speeds of the X-axis pulse motor 123 and the Y-axis pulse motor 124 based on the signals. The X-axis and Y-axis motor drive circuits 415 and 416 drive the X-axis pulse motor 123 and the Y-axis pulse motor 124 based on the tracking signal and the tracking speed signal.

即ち、制御部400は前記受光検知器130によって検出され
た帰還ビームRBの受光位置の変化と当該変化した間の時
間とによって光ビーム走査手段100の回動中心からみた
移動体の角速度及び走査した光ビームの角速度との差を
求め、この角速度差が零となるように光ビーム走査手段
100の追尾速度を加減制御する。
That is, the control unit 400 scans the angular velocity of the moving body as viewed from the rotation center of the light beam scanning means 100 according to the change in the light receiving position of the return beam RB detected by the light receiving detector 130 and the time between the changes. The difference between the angular velocity of the light beam and the angular velocity of the light beam is obtained, and the optical beam scanning means is set so that the angular velocity difference becomes zero.
Controls the tracking speed of 100.

また移動体20が停止すると、追尾速度を減じ、最低速度
設定器411、412で設定した最低の追尾速度でもって追尾
動作を行う。
When the moving body 20 stops, the tracking speed is reduced, and the tracking operation is performed at the minimum tracking speed set by the minimum speed setting devices 411 and 412.

第3図は異なった実施例を示す制御部500のブロック図
で、受光検知器130として受光方向センサー133を使用し
た場合を示している。制御部500は第2図に示した制御
部400の入力側に減算器501、502を付加したものであ
り、その他の部分は制御部400と同様である。
FIG. 3 is a block diagram of the control unit 500 showing a different embodiment, and shows a case where the light receiving direction sensor 133 is used as the light receiving detector 130. The control unit 500 is obtained by adding subtracters 501 and 502 to the input side of the control unit 400 shown in FIG. 2, and other parts are the same as the control unit 400.

受光方向センサー133で検出された受光素子信号はその
原点を挟んで対向する象限毎にそれぞれ減算器501、502
に入力される。
The light receiving element signals detected by the light receiving direction sensor 133 are subtracted by the subtracters 501 and 502 for each quadrant facing the origin.
Entered in.

帰還ビームRBが受光方向センサー133の原点より外れる
と、受光方向センサー133の受光信号より減算器501、50
2は上下及び左右方向の各受光光量差を受光光量差信号
として出力する。帰還ビームRBを受光方向センサー133
の対向する2象限にわたって受光している場合には、帰
還ビームRBの中心の原点からのずれ量と前記受光光量差
とが比例関係にある。従って、受光光量差信号の大きさ
を比較することによって帰還ビームRBの受光位置の変化
を知ることができる。前記減算器501、502からの受光光
量差信号は前記制御部400に準じて動作するものであ
り、その他も前記制御部400に準じているので、その詳
細説明は省略する。
When the return beam RB deviates from the origin of the light receiving direction sensor 133, the subtractor 501, 50 is detected from the light receiving signal of the light receiving direction sensor 133.
Reference numeral 2 outputs the received light amount difference in the vertical and horizontal directions as a received light amount difference signal. Direction sensor 133 for receiving return beam RB
When light is received in two quadrants facing each other, the amount of deviation of the center of the return beam RB from the origin is proportional to the received light amount difference. Therefore, the change in the light receiving position of the feedback beam RB can be known by comparing the magnitudes of the received light amount difference signals. The received light amount difference signals from the subtractors 501 and 502 operate in accordance with the control unit 400, and the other signals also operate in accordance with the control unit 400, and thus detailed description thereof will be omitted.

第4図は受光位置センサー132の動作説明図で、第4図
(A)は受光位置センサー132の平面図、(B)はずれ
量と追尾速度との関係を示すグラフである。第5図は受
光方向センサー133の動作説明図で、(A)は平面図、
(B)は受光光量差と追尾速度との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 4 is an operation explanatory view of the light receiving position sensor 132, FIG. 4 (A) is a plan view of the light receiving position sensor 132, and FIG. 4 (B) is a graph showing the relationship between the deviation amount and the tracking speed. FIG. 5 is an operation explanatory view of the light receiving direction sensor 133, (A) is a plan view,
(B) is a graph showing the relationship between the received light amount difference and the tracking speed.

第4図(A)において、受光位置センサー132が受光し
た帰還ビームRBの受光位置をP、原点0からの受光位置
変化量をdとすると、同図(B)に示すように、受光位
置Pが受光位置センサー132の外縁部rに至るまでは、
受光位置変化量dは順次大きくなるので、追尾速度vを
速くして原点0まで戻す必要がある。しかし外縁部rを
過ぎると帰還ビームRBを受光せず、受光位置Pを判別す
ることができないので、追尾を停止することになる。従
って追尾速度vは同図(B)破線で示すように零に急変
する。そのために、X軸パルスモータ123及びY軸パル
スモータ124の動作が不安定になる。このため、この場
合は同図(B)実線で示すような特性となる補正回路を
設ける必要がある。
In FIG. 4A, assuming that the light receiving position of the return beam RB received by the light receiving position sensor 132 is P and the light receiving position change amount from the origin 0 is d, as shown in FIG. Until reaching the outer edge r of the light receiving position sensor 132,
Since the light receiving position change amount d gradually increases, it is necessary to increase the tracking speed v to return to the origin 0. However, after passing the outer edge portion r, the return beam RB is not received and the light receiving position P cannot be discriminated, so that the tracking is stopped. Therefore, the tracking speed v suddenly changes to zero as shown by the broken line in FIG. Therefore, the operations of the X-axis pulse motor 123 and the Y-axis pulse motor 124 become unstable. Therefore, in this case, it is necessary to provide a correction circuit having the characteristics shown by the solid line in FIG.

これに対して受光方向センサー133では受光位置変化量
dを各象限別への受光光量差で検出するようにしてい
る。以下説明の便宜上、受光方向センサー133は第5図
(A)に示すように、上、下の2象限に分けて制御する
ものとして説明する。
On the other hand, the light receiving direction sensor 133 detects the light receiving position change amount d by the received light amount difference for each quadrant. For convenience of explanation, the light receiving direction sensor 133 will be described as being controlled separately in the upper and lower two quadrants as shown in FIG. 5 (A).

受光光量差は第5図(A)に示すように、帰還ビームRB
の中心を原点0で受光する位置から受光位置が順次図示
矢印方向に移動すると(同図で破線で示す)、帰還ビー
ムRBの外周縁が原点0に接する位置P1に達するまでは受
光光量差が漸増する。そして帰還ビームRBの外周縁が受
光方向センサー133の外縁部rに内接する位置P2に達す
るまでの間は受光光量差が一定である。さらに前記内接
位置から変化すると、漸減し、外縁部rに外接する位置
P3で零となる。なお受光方向センサー133においては、
受光位置変化量dと追尾速度vは同じである。
As shown in FIG. 5 (A), the difference in received light amount is
When the light receiving position sequentially moves in the direction of the arrow in the drawing from the position where the center of the beam is received at the origin 0 (indicated by the broken line in the figure), the received light amount difference is increased until the outer peripheral edge of the return beam RB reaches the position P1 where it touches the origin 0. Gradually increase. The received light amount difference is constant until the outer peripheral edge of the return beam RB reaches the position P2 inscribed in the outer edge portion r of the light receiving direction sensor 133. Further, when the position changes from the inscribed position, the position gradually decreases, and the position circumscribes the outer edge portion r.
It becomes zero at P3. In the light receiving direction sensor 133,
The light receiving position change amount d and the tracking speed v are the same.

従って、追尾速度指令信号も漸減したあと、追尾動作を
停止する。それ故、受光方向センサー133においては、
前記受光位置センサー132のような急激な変化は生じな
いので、前記の補正回路は必要としない。
Therefore, the tracking operation is stopped after the tracking speed command signal is also gradually reduced. Therefore, in the light receiving direction sensor 133,
The correction circuit described above is not necessary because the abrupt change unlike the light receiving position sensor 132 does not occur.

第6図は他の実施例を示す制御部600のブロック図で、
第3図の制御部500の制御回路を簡略化したものであ
る。即ち、制御部500からレジスタ、減算器及び加減速
判別回路を省いたものである。本実施例では、速度信号
を受光方向センサー133の受光光量差の変化量から求め
るのではなく、受光位置の原点からの距離を直接に速度
信号に変化するようになっている。
FIG. 6 is a block diagram of a control unit 600 showing another embodiment,
3 is a simplified control circuit of a control unit 500 shown in FIG. That is, the register, the subtractor, and the acceleration / deceleration determination circuit are omitted from the control unit 500. In the present embodiment, the speed signal is not calculated from the change amount of the received light amount difference of the light receiving direction sensor 133, but the distance from the origin of the light receiving position is directly changed to the speed signal.

第7図は受光方向センサー133の一実施例を示す模式的
説明図である。受光方向センサー133は光軸と直交する
平面に各象限別にそれぞれ1個づつ配設されており、前
記受光方向センサー133の前方に集光レンズ134が設けら
れている。集光レンズ134は象限別に4分割されてお
り、各象限を通過した帰還ビームRBがそれぞれ対応する
前記受光方向センサー133に結像するように構成されて
いる。そして前記集光レンズ134の中心部は光ビーム発
生器110の装着用又は光ビームLBの通過用としての通過
孔131が設けられている。本実施例による受光方向セン
サー133は帰還ビームRBの方向を象限別の単位で受光検
知することができ、それに基づいて移動体20の方向を判
別することができる。また原点を挟んで対向する一対の
象限に入射する帰還ビームRBの光量の比率から原点と帰
還ビームRBの受光位置の変化量を判別することができ
る。よって前記受光位置センサー132と比較して安価に
受光検知器を構成することができる。
FIG. 7 is a schematic explanatory view showing one embodiment of the light receiving direction sensor 133. One light receiving direction sensor 133 is arranged in each quadrant on a plane orthogonal to the optical axis, and a condenser lens 134 is provided in front of the light receiving direction sensor 133. The condenser lens 134 is divided into four quadrants, and the return beam RB passing through each quadrant is imaged on the corresponding light receiving direction sensor 133. Further, a passage hole 131 for mounting the light beam generator 110 or for passing the light beam LB is provided at the center of the condenser lens 134. The light receiving direction sensor 133 according to the present embodiment can receive and detect the direction of the return beam RB in units of quadrants, and based on this, the direction of the moving body 20 can be determined. Further, the amount of change in the light receiving position between the origin and the return beam RB can be determined from the ratio of the light amounts of the return beam RB incident in a pair of quadrants that face each other across the origin. Therefore, as compared with the light receiving position sensor 132, the light receiving detector can be constructed at a lower cost.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は固定局より光ビームを走
査させ、移動体に設けた再帰反射体により反射し再帰す
る帰還ビームを受光検知器で受光検知し、検出された帰
還ビームの受光位置の変化から移動体と走査した光ビー
ムとの角速度差を求め、これに基づいて光ビームの追尾
速度を加減速するようになっている。また移動体に再帰
反射体を設けているので、帰還ビームを受光検知するこ
とにより、受光位置の変化が正確に検知することができ
る。それ故、移動体の速度に応じて光ビームの追尾速度
を円滑に変化させることができる。また移動体の移動急
変時にも安定した追尾動作が可能である他、追尾速度の
上限を従来の加減速制御しないものよりも高く設定する
ことができる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the light beam is scanned from the fixed station, and the return beam reflected and reflected by the retroreflector provided on the moving body is detected by the light receiving detector and detected. The angular velocity difference between the moving body and the scanned light beam is obtained from the change in the receiving position of the return beam, and the tracking velocity of the light beam is accelerated or decelerated based on the difference. Further, since the moving body is provided with the retroreflector, the change in the light receiving position can be accurately detected by detecting the return beam. Therefore, the tracking speed of the light beam can be smoothly changed according to the speed of the moving body. Further, stable tracking operation is possible even when the movement of the moving body changes suddenly, and the upper limit of the tracking speed can be set higher than that of the conventional one without acceleration / deceleration control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第7図は本発明に係る図面で、第1図は追尾装
置の概略説明図、第2図は制御部のブロック図、第4図
は受光位置センサーの動作説明図、第5図は受光方向セ
ンサーの動作説明図、第6図は第3図の異なる実施例を
示す制御部のブロック図、第7図は受光方向センサーの
他の実施例を示す模式的説明図、第8図、第9図は従来
の追尾装置の概要説明図である。 100……走査手段 110……光ビーム発生器 120……スキャンニング機構 132……受光位置センサー 133……受光方向センサー 200……再帰反射体 400、500、600……制御部
1 to 7 are drawings relating to the present invention, FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a tracking device, FIG. 2 is a block diagram of a control unit, FIG. 4 is an operational explanatory diagram of a light receiving position sensor, and FIG. FIG. 7 is an operation explanatory view of the light receiving direction sensor, FIG. 6 is a block diagram of a control unit showing a different embodiment of FIG. 3, FIG. 7 is a schematic explanatory view showing another embodiment of the light receiving direction sensor, and FIG. FIG. 9 and FIG. 9 are schematic explanatory views of a conventional tracking device. 100: scanning means 110: light beam generator 120: scanning mechanism 132: light receiving position sensor 133: light receiving direction sensor 200: retroreflector 400, 500, 600 ... control unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固定局から移動体を追尾する光ビームによ
る移動体の追尾速度制御方法であって、固定局は光ビー
ム発生器と、光ビーム発生器から発射した光ビームを空
間へ向けて走査させる光ビーム走査手段と、移動体に設
けた再帰反射体により反射し再帰する帰還ビームを受光
検知する受光検知器と、受光検知器の検知出力に基づい
て移動体の移動方向を判別し光ビーム走査手段を制御す
る制御部とを備えており、かつ、前記制御部は前記受光
検知器によって検出された帰還ビームの受光位置の変化
から光ビーム走査手段の回動中心からみた移動体の角速
度と走査した光ビームの角速度との差を求め、この角速
度差が零となるように光ビーム走査手段の追尾速度を加
減速制御するようにしたことを特徴とする光ビームによ
る移動体の追尾速度制御方法。
1. A method for controlling a tracking speed of a moving body using a light beam for tracking a moving body from a fixed station, wherein the fixed station directs a light beam generator and a light beam emitted from the light beam generator to a space. Light beam scanning means for scanning, a light receiving detector for receiving and detecting a return beam reflected by a retroreflector provided on the moving body, and a light receiving device for detecting the moving direction of the moving body based on the detection output of the light receiving detector. A control unit for controlling the beam scanning unit, and the control unit determines the angular velocity of the moving body as seen from the center of rotation of the light beam scanning unit from the change in the light receiving position of the return beam detected by the light receiving detector. And the angular velocity of the scanned light beam, the tracking speed of the light beam scanning means is controlled so that the angular velocity difference becomes zero. Control method.
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