JPH08292250A - Apparatus for detecting position of moving body - Google Patents
Apparatus for detecting position of moving bodyInfo
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- JPH08292250A JPH08292250A JP9718795A JP9718795A JPH08292250A JP H08292250 A JPH08292250 A JP H08292250A JP 9718795 A JP9718795 A JP 9718795A JP 9718795 A JP9718795 A JP 9718795A JP H08292250 A JPH08292250 A JP H08292250A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、工場、倉庫、オフィス
ビル内等を走行する無人搬送車及び自動車等の移動体の
位置を、光の反射を利用して検出する位置検出装置の改
良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a position detecting device for detecting the position of a moving body such as an automated guided vehicle or an automobile which runs in a factory, a warehouse, an office building or the like by utilizing light reflection. It is a thing.
【0002】[0002]
【従来の技術】工場、倉庫、オフィスビル内等を走行す
る無人搬送車及び自動車等の移動体の位置を、光の反射
を利用して検出する移動体の位置検出装置は、安価な構
成で済み、保守点検の必要が殆どなく、電波法の規制も
受けない。従来のこのような位置検出装置としては、特
公平4−67609号公報に開示されたものがある。こ
れは、座標位置が既知の2つの光反射手段を移動体の通
路の両側に設け、移動体の移動方位と直交し互いに反対
方向へ進む光ビームの、2つの光反射手段からの反射光
を検出する間に移動体が進む距離から、基準方位に対す
る移動体の移動方位を求める。そして、互いに反対方向
へ進む光ビームとは別の、回動走査する光ビームが前記
2つの光反射手段から反射されるそれぞれの、移動体の
移動方位に対する角度と、2つの光反射手段の座標位置
とから、移動体の位置を求めるようになっている。2. Description of the Related Art A position detecting device for a moving body that detects the position of a moving body such as an automated guided vehicle or an automobile traveling in a factory, a warehouse, an office building or the like by using light reflection has an inexpensive structure. No need for maintenance and inspection, nor is it regulated by the Radio Law. As such a conventional position detecting device, there is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-67609. This is because two light reflecting means whose coordinate positions are known are provided on both sides of the path of the moving body, and the reflected light from the two light reflecting means of the light beam that is orthogonal to the moving direction of the moving body and travels in the opposite directions. The moving direction of the moving body with respect to the reference direction is obtained from the distance traveled by the moving body during the detection. An angle with respect to the moving azimuth of the moving body and a coordinate of the two light reflecting means, which are different from the light beams traveling in the opposite directions and which are rotated and scanned, are reflected from the two light reflecting means. The position of the moving body is obtained from the position.
【0003】また、図7に従来のこのような移動体の位
置検出装置の他の例の原理図を示す。これは、特公平2
−48069号公報に開示された位置検出装置の原理図
である。この原理図において、最終的に求めるものは、
移動体Vの位置と移動方位とである。移動体Vの位置
は、例えば、北方向をy軸に東方向をx軸に取ったxy
直交座標系の座標(xv,yv)として求められる。ま
た、移動体Vの移動方位は、y軸からの角度情報φとし
て求められる。移動体Vは、光ビームを発生する光ビー
ム発生手段と、その光ビームを360°回動走査する光
ビーム走査手段と、光反射手段A,B,Cからの反射光
を受光する受光手段とを備えている。Further, FIG. 7 shows a principle diagram of another example of the conventional position detecting device for such a moving body. This is special fair 2
4 is a principle diagram of a position detection device disclosed in Japanese Patent Publication No. 48069. In this principle diagram, what is finally obtained is
The position and the moving direction of the moving body V. The position of the moving body V is, for example, xy with the north direction on the y axis and the east direction on the x axis.
It is obtained as coordinates (xv, yv) in the Cartesian coordinate system. Further, the moving direction of the moving body V is obtained as angle information φ from the y axis. The moving body V includes a light beam generating means for generating a light beam, a light beam scanning means for rotationally scanning the light beam by 360 °, and a light receiving means for receiving the reflected light from the light reflecting means A, B and C. Is equipped with.
【0004】3つの光反射手段A,B,Cは移動体Vと
は離れた位置に備えられている。これら光反射手段A,
B,Cは、例えば、飛行場等の屋外では地上に固定さ
れ、工場等の屋内では天井及び壁等に固定される。ま
た、光反射手段A,B,Cは、略同じ高さとなるように
位置決めされる。ここで、光反射手段A,B,Cは、入
射した光の方向にその入射光を反射する光学的性質が必
要とされる。例えば、四面体のプリズムを複数個組み合
わせることによって、そのような光学的性質を得ること
ができる。これは、コーナキューブと呼ばれるもので、
市販されている。The three light reflecting means A, B and C are provided at positions apart from the moving body V. These light reflecting means A,
B and C are fixed to the ground outdoors, for example, at an airfield, and fixed to the ceiling and walls indoors, such as in a factory. Further, the light reflecting means A, B, C are positioned so that they have substantially the same height. Here, the light reflecting means A, B, and C are required to have an optical property of reflecting the incident light in the direction of the incident light. For example, such optical properties can be obtained by combining a plurality of tetrahedral prisms. This is called a corner cube,
It is commercially available.
【0005】上述のように、移動体Vからは光ビームが
360°回動走査されるが、この走査面は光反射手段
A,B,Cが形成する平面と同一平面になっており、移
動体V(光ビーム発生手段)から出た光ビームは、光反
射手段A,B,Cの位置関係に従って順次入射する。光
反射手段A,B,Cは、移動体Vから入射した光をその
入射方向、すなわち、移動体Vの方向へ反射する。その
ため、移動体Vでは、光反射手段A,B,Cから順次反
射される光ビームを受光し、そのときの光ビームの投光
方向を検出することによって、移動体V(光ビーム発生
手段)を中心とする光反射手段B,Cとの開き角β及び
光反射手段C,Aとの開き角αを知ることができる。こ
の目的のために、移動体Vには、さらに受光手段とこの
受光手段の受光出力に基づいて光反射手段A,B,C間
の開き角を検出する開き角検出手段とが設けられてい
る。As described above, the light beam is rotated and scanned by 360 ° from the moving body V, but this scanning surface is the same plane as the plane formed by the light reflecting means A, B and C, and the movement is performed. The light beam emitted from the body V (light beam generating means) sequentially enters according to the positional relationship of the light reflecting means A, B, and C. The light reflecting means A, B, C reflect the light incident from the moving body V in the incident direction, that is, the direction of the moving body V. Therefore, the moving object V (light beam generating means) is received by the moving object V by receiving the light beams sequentially reflected from the light reflecting means A, B, and C and detecting the projection direction of the light beam at that time. It is possible to know the opening angle β with respect to the light reflecting means B and C and the opening angle α with respect to the light reflecting means C and A. For this purpose, the moving body V is further provided with a light receiving means and an opening angle detecting means for detecting an opening angle between the light reflecting means A, B and C based on the light receiving output of the light receiving means. .
【0006】ここで、移動体V、光反射手段A、光反射
手段Cに注目すると、その3点を通る1つの円1を描く
ことができる。この円1の軌跡を示す方程式は、光反射
手段A及び光反射手段Cの位置情報とその開き角αとに
よって求めることができる。何となれば、移動体V(光
ビーム発生手段)から見た光反射手段Aと光反射手段C
との開き角がαで一定である場合、移動体Vは必ず円1
上に位置するからである。すなわち、同じ円上の異なる
3点のうち2点の位置と他の1点から見た2点の開き角
が分かれば、その3点を通る円の方程式を求めることが
できる。同様に、移動体Vと光反射手段Cと光反射手段
Bとを通る円2の方程式も、光反射手段C及び光反射手
段Bの位置情報と、移動体Vから見た光反射手段Cと光
反射手段Bとの開き角βとによって容易に求めることが
できる。Here, focusing on the moving body V, the light reflecting means A, and the light reflecting means C, one circle 1 passing through the three points can be drawn. The equation showing the locus of the circle 1 can be obtained from the position information of the light reflecting means A and the light reflecting means C and the opening angle α thereof. What is more, the light reflecting means A and the light reflecting means C viewed from the moving body V (light beam generating means).
If the opening angle between and is constant α, the moving object V is always circle 1.
Because it is located above. That is, if the positions of two points out of three different points on the same circle and the opening angle of two points viewed from the other one point are known, the equation of a circle passing through the three points can be obtained. Similarly, the equation of the circle 2 passing through the moving body V, the light reflecting means C, and the light reflecting means B includes the positional information of the light reflecting means C and the light reflecting means B, and the light reflecting means C seen from the moving body V. It can be easily obtained by the opening angle β with the light reflecting means B.
【0007】上述のようにして求めた円1の方程式と円
2の方程式とを連立方程式として、移動体Vの位置座標
を未知数とする解を求めれば、円1と円2との交点の位
置、すなわち、移動体V及び光反射手段Cの位置を求め
ることができる。光反射手段Cの位置は予め分かってい
るため、求めた解から移動体Vの位置を得ることができ
る。上述のような演算を行うために、移動体Vには演算
手段が設けられている。この演算手段には、光反射手段
A,B,Cの位置情報が予め設定されており、また、開
き角検出手段によって検出された開き角が与えられる。
尚、移動体Vの移動方位φは、移動体Vの位置が分かれ
ば求めることができる。If the equations of circle 1 and the equation of circle 2 obtained as described above are used as simultaneous equations and a solution with the position coordinates of the moving body V as an unknown is obtained, the position of the intersection of circle 1 and circle 2 is obtained. That is, the positions of the moving body V and the light reflecting means C can be obtained. Since the position of the light reflecting means C is known in advance, the position of the moving body V can be obtained from the obtained solution. In order to perform the above calculation, the moving body V is provided with a calculation means. The position information of the light reflecting means A, B, C is preset in this computing means, and the opening angle detected by the opening angle detecting means is given.
The moving direction φ of the moving body V can be obtained if the position of the moving body V is known.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の特公平4−67
609号公報に開示された位置検出装置では、光ビーム
発生手段が3個必要となる上、光反射手段を通路の両側
に設けなければならないため、敷設に際して位置座標の
測定及び敷設位置の測定が煩わしい。また、特公平2−
48069号公報に開示された位置検出装置では、少な
くとも3個の光反射手段が必要であるため、同じ壁に光
反射手段を並べると、光反射手段の数が多くなり設置に
労力がかかる。そのため、実用上、移動体の周囲に光反
射手段を設けることになるが、そうすると、光ビーム走
査手段を見通しが効く移動体上部に設置しなければなら
ず、移動体の形状や、搬送物の移載時の制約の問題、特
に、小型車の場合は、人の胸及び目のあたりを光ビーム
が常時横切ることになり、心理面で問題があった。[Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. 4-67
In the position detecting device disclosed in Japanese Patent No. 609, three light beam generating means are required and the light reflecting means must be provided on both sides of the passage, so that the position coordinates and the laying position can be measured during installation. troublesome. In addition, special fair 2-
Since the position detecting device disclosed in Japanese Patent No. 48069 requires at least three light reflecting means, arranging the light reflecting means on the same wall increases the number of light reflecting means and requires labor for installation. Therefore, in practice, a light reflecting means is provided around the moving body, but then, the light beam scanning means must be installed on the upper side of the moving body where the line of sight is effective. There is a problem of restrictions during transfer, especially in the case of a small car, the light beam always crosses the chest and eyes of a person, which is a psychological problem.
【0009】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
のであり、2つの光反射手段と、2つの光ビーム走査ユ
ニットと、光ビーム走査ユニットのそれぞれにおける所
定方向と2つの光反射手段との開き角を検出する開き角
検出手段と、2つの光反射手段の位置情報と検出された
開き角とに基づいて、移動体の位置を演算する演算手段
とを設けることにより、光反射手段の数を減らすことが
でき、実用上、移動体の右方又は左方の壁面等に敷設さ
れた光反射手段による位置の検出が可能となり、光ビー
ムを全周走査する必要がなく、取り付け場所が移動体の
上部に限定されなくなり、光ビームの高さを下げること
ができ、それ故、移動体の形状や、搬送物の移載時の制
約の問題や、付近に居る人の心理面の問題がなくなる位
置検出装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes two light reflecting means, two light beam scanning units, a predetermined direction in each of the light beam scanning units, and two light reflecting means. Of the light reflecting means by providing the opening angle detecting means for detecting the opening angle of the moving body and the calculating means for calculating the position of the moving body based on the position information of the two light reflecting means and the detected opening angle. The number can be reduced, and in practical use, the position can be detected by the light reflecting means laid on the wall surface on the right or left of the moving body, and it is not necessary to scan the entire circumference of the light beam, and the mounting place is It is no longer limited to the upper part of the moving body, and the height of the light beam can be lowered. Therefore, there is a problem of the shape of the moving body, restrictions on transfer of transported objects, and psychological problems of people in the vicinity. Provides a position detection device that eliminates For the purpose of Rukoto.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明に係る
位置検出装置は、光ビームを回動走査することによって
移動体の位置を検知する移動体の位置検出装置におい
て、前記移動体とは離れた各別の位置に設置され、入射
光方向に光を反射する2つの光反射手段と、前記移動体
上の各別の位置に設けられ、光ビームを発生する2つの
光ビーム発生手段と、前記光ビームのそれぞれを回動走
査する2つの光ビーム走査手段と、前記光反射手段のそ
れぞれからの反射光を受光する2つの受光手段と、該受
光手段のそれぞれの受光出力に基づいて、前記光ビーム
発生手段のそれぞれにおける所定方向と前記2つの光反
射手段との開き角を検出する開き角検出手段と、前記2
つの光反射手段の位置情報と前記開き角検出手段によっ
て検出された開き角に基づいて、前記光ビーム発生手段
の位置を演算する演算手段とを備えることを特徴とす
る。A position detecting device according to a first aspect of the present invention is a position detecting device for a moving body, which detects the position of the moving body by rotationally scanning a light beam. Are installed at different positions apart from each other and reflect the light in the direction of the incident light, and two light beam generating means provided at different positions on the moving body to generate a light beam. And two light beam scanning means for rotating and scanning each of the light beams, two light receiving means for receiving the reflected light from each of the light reflecting means, and a light receiving output of each of the light receiving means. An opening angle detecting means for detecting an opening angle between a predetermined direction in each of the light beam generating means and the two light reflecting means;
It is characterized in that it is provided with a calculating means for calculating the position of the light beam generating means based on the position information of one light reflecting means and the opening angle detected by the opening angle detecting means.
【0011】第2発明に係る位置検出装置は、前記演算
手段は、演算した前記2つの光ビーム発生手段の位置に
基づいて、前記移動体の移動方位を演算することを特徴
とする。In the position detecting device according to the second aspect of the present invention, the calculating means calculates the moving direction of the moving body based on the calculated positions of the two light beam generating means.
【0012】第3発明に係る位置検出装置は、前記2つ
の光反射手段は不動の位置に固定され、前記演算手段
は、前記不動の位置に基づく位置を演算することを特徴
とする。In the position detecting device according to the third aspect of the present invention, the two light reflecting means are fixed to a stationary position, and the computing means computes a position based on the stationary position.
【0013】第4発明に係る位置検出装置は、前記2つ
の光反射手段は前記移動体とは別の移動体上の各別の位
置に設置され、前記演算手段は、前記別の移動体の相対
位置を演算することを特徴とする。In the position detecting device according to the fourth aspect of the present invention, the two light reflecting means are installed at different positions on a moving body different from the moving body, and the calculating means is provided for the moving body. It is characterized in that the relative position is calculated.
【0014】第5発明に係る位置検出装置は、光ビーム
を回動走査することによって移動体の位置を検知する移
動体の位置検出装置において、前記移動体上の各別の位
置に設置され、入射光方向に光を反射する2つの光反射
手段と、前記移動体とは離れた各別の位置に設置され、
光ビームを発生する2つの光ビーム発生手段と、前記光
ビームのそれぞれを回動走査する2つの光ビーム走査手
段と、前記光反射手段のそれぞれからの反射光を受光す
る2つの受光手段と、該受光手段のそれぞれの受光出力
に基づいて、前記光ビーム発生手段のそれぞれにおける
所定方向と前記2つの光反射手段との開き角を検出する
開き角検出手段と、前記2つの光ビーム発生手段の位置
情報と前記開き角検出手段によって検出された開き角に
基づいて、前記2つの光反射手段の位置を演算する演算
手段とを備えることを特徴とする。A position detecting device according to a fifth aspect of the present invention is a position detecting device for a moving body, which detects the position of the moving body by rotationally scanning a light beam, and is installed at each different position on the moving body. Two light reflecting means for reflecting light in the incident light direction, and the light moving means are installed at different positions apart from the moving body.
Two light beam generating means for generating a light beam, two light beam scanning means for rotationally scanning each of the light beams, and two light receiving means for receiving the reflected light from each of the light reflecting means, Based on the received light output of each of the light receiving means, an opening angle detecting means for detecting an opening angle between a predetermined direction in each of the light beam generating means and the two light reflecting means, and the two light beam generating means. It is characterized in that it further comprises a calculating means for calculating the positions of the two light reflecting means based on the position information and the opening angle detected by the opening angle detecting means.
【0015】[0015]
【作用】本発明の第1〜3発明に係る位置検出装置で
は、移動体上に2つの光ビーム発生手段を設け、光ビー
ムをそれぞれ回動走査させて、移動体とは離れた位置に
設けられた2つの光反射手段のそれぞれからの反射光を
受光することにより、光ビーム発生手段のそれぞれにお
ける所定方向と2つの光反射手段との開き角を検出す
る。次いで、これらの検出した開き角と2つの光反射手
段の位置情報とに基づいて、光ビーム発生手段の位置を
演算し、移動体の位置と移動方位とを求める。移動体V
の位置は、図2に示す、例えば、南北方向をy軸に東西
方向をx軸に取ったxy直交座標系において、光ビーム
発生手段W1 ,W2 の中点Wの座標(x0 ,y0 )を求
め代表させることができる。また、移動体Vの移動方位
は、x軸からの角度θxwとして求められる。In the position detecting device according to the first to third aspects of the present invention, two light beam generating means are provided on the moving body, and the light beams are rotated and scanned, respectively, and are provided at a position apart from the moving body. By receiving the reflected light from each of the two light-reflecting means, the opening angle between the predetermined direction and the two light-reflecting means in each of the light-beam generating means is detected. Next, the position of the light beam generating means is calculated based on the detected opening angle and the position information of the two light reflecting means, and the position and moving direction of the moving body are obtained. Mobile V
Position, shown in FIG. 2, for example, in the xy rectangular coordinate system took east-west direction on the x-axis a north-south direction to the y-axis, the light beam generating means W 1, W 2 of the midpoint W coordinates (x 0, y 0 ) can be obtained and represented. Further, the moving direction of the moving body V is obtained as an angle θ xw from the x axis.
【0016】光ビーム発生手段W1 ,W2 を水平軸上
に、また、その中点Wを原点としたXY座標系を図3に
示す。位置検出装置は、光ビーム発生手段W1 を中心と
する、光ビームの回動走査の基準方向(X軸)と光反射
手段P1 (A1 ,B1 ),P2(A2 ,B2 )との開き
角A11,A12及び光ビーム発生手段W2 を中心とする、
光ビームの回動走査の基準方向(X軸)と光反射手段P
1 ,P2 との開き角A21,A22を検出し、下記の(3)
(4)(7)(8)(12)式から(A1 ,B1),
(A2 ,B2 )とW1 W2 に対するP1 P2 の相対方位
θP を求める。FIG. 3 shows an XY coordinate system in which the light beam generating means W 1 and W 2 are on the horizontal axis, and the center point W thereof is the origin. The position detecting device has a reference direction (X axis) of the rotational scanning of the light beam centered on the light beam generating means W 1 and the light reflecting means P 1 (A 1 , B 1 ), P 2 (A 2 , B). 2 ) centering on the opening angles A 11 , A 12 and the light beam generating means W 2 .
The reference direction (X axis) of the rotational scanning of the light beam and the light reflecting means P
The opening angles A 21 and A 22 with respect to 1 and P 2 are detected, and the following (3)
From equations (4), (7), (8), and (12), (A 1 , B 1 ),
(A 2 , B 2 ) and the relative azimuth θ P of P 1 P 2 with respect to W 1 W 2 are obtained.
【0017】 A1 =Dsin(A22+A12)/sin(A22−A12) (3) B1 =−2DsinA22sinA12/sin(A22−A12) (4) A2 =Dsin(A21+A11)/sin(A21−A11) (7) B2 =−2DsinA21sinA11/sin(A21−A11) (8) θP =tan-1{(B2 −B1 )/(A2 −A1 )} (12) 但し、D=バーW1 W2 /2 (バーW1 W2 は、W1 ,W2 間の長さを表す。以下同
様。)A 1 = Dsin (A 22 + A 12 ) / sin (A 22 −A 12 ) (3) B 1 = −2Dsin A 22 sinA 12 / sin (A 22 −A 12 ) (4) A 2 = Dsin ( A 21 + A 11 ) / sin (A 21 −A 11 ) (7) B 2 = −2D sinA 21 sinA 11 / sin (A 21 −A 11 ) (8) θ P = tan −1 {(B 2 −B 1 ) / (a 2 -A 1) } (12) where, D = bar W 1 W 2/2 (bar W 1 W 2 represents the length between the W 1, W 2. forth.)
【0018】次いで、図2より座標変換を行い、xy座
標系におけるP1 ,P2 の座標(a 1 ,b1 ),
(a2 ,b2 )から(13)〜(16)式よりW1 W2
の移動方位θxwとW1 ,W2 の中点Wの座標(x0 ,y
0 )とを求める。 θxp=tan-1{(b2 −b1 )/(a2 −a1 )} (13) θxw=θxp−θP (14) x0 =a1 −A1 cosθxw+B1 sinθxw (15) y0 =b1 −B1 cosθxw−A1 sinθxw (16)Next, coordinate conversion is performed from FIG.
P in the standard1, P2Coordinates (a 1, B1),
(A2, B2) From equations (13) to (16), W1W2
Moving direction θxwAnd W1, W2Coordinates of the midpoint W of (x0, Y
0) And ask. θxp= Tan-1{(B2-B1) / (A2-A1)} (13) θxw= Θxp−θP (14) x0= A1-A1cos θxw+ B1sin θxw (15) y0= B1-B1cos θxw-A1sin θxw (16)
【0019】第4発明に係る位置検出装置では、図1
(a)において、光反射手段P1 ,P 2 が、移動体Vと
は別の移動体の側壁に設けられたものであり、移動体V
の、光反射手段P1 ,P2 が設けられた移動体の相対位
置を検出する。この場合、例えば、上述の第1〜3発明
に係る位置検出装置における(3)(4)(7)(8)
(12)式の演算のみを行う。In the position detecting device according to the fourth aspect of the invention, FIG.
In (a), the light reflection means P1, P 2But with the moving body V
Is provided on the side wall of another moving body,
Of the light reflection means P1, P2Relative position of the moving body provided with
Position is detected. In this case, for example, the above-mentioned first to third inventions
(3) (4) (7) (8) in the position detection device according to
Only the equation (12) is calculated.
【0020】第5発明に係る位置検出装置は、図1
(a)において、光反射手段P1 ,P2と光ビーム発生
手段W1 ,W2 とが入れ代わったものである。この場
合、上述の第1〜3発明に係る位置検出装置において、
光ビーム発生手段W1 ,W2 と中点Wの位置情報
(x1 ,y1 ),(x2 ,y2 ),(x0 ,y 0 )が設
定されているとして、移動体の側壁に設けられた光反射
手段P1 ,P2と中点Pの位置情報(a1 ,b1 ),
(a2 ,b2 ),(a0 ,b0 )を求め、その何れかに
移動体の位置を代表させる。また、移動体の移動方位
は、x軸からの角度θxp=tan-1{(b2 −b1 )/
(a2 −a1 )}としてもよい。The position detecting device according to the fifth invention is shown in FIG.
In (a), the light reflection means P1, P2And light beam generation
Means W1, W2And have been replaced. This place
In the case, in the position detecting device according to the first to third inventions,
Light beam generating means W1, W2And position information of the midpoint W
(X1, Y1), (X2, Y2), (X0, Y 0) Is set
Light reflection provided on the side wall of the moving body as defined
Means P1, P2And the position information of the middle point P (a1, B1),
(A2, B2), (A0, B0) And either
Represent the position of the moving body. Also, the moving direction of the moving body
Is the angle θ from the x-axisxp= Tan-1{(B2-B1) /
(A2-A1)} May be used.
【0021】[0021]
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面を参
照しながら説明する。図1(a)は、本発明の第1〜3
発明に係る位置検出装置の1実施例の配置を示す配置図
であり、図1(b)は、その側面図である。この位置検
出装置は、移動体Vとは離れた壁30の各別の位置に設
置され、入射光方向に光を反射する2つの光反射手段P
1 ,P2 と、移動体Vの側壁下部、例えば人の足元の各
別の位置に設けられ、光ビームを発生する2つの光ビー
ム発生手段W1 ,W2 とを備えている。光反射手段
P1 ,P2 と光ビーム発生手段W1 ,W2 とは、略同じ
高さとなるように位置決めされる。また、光反射手段P
1 ,P2 は、入射した光の方向にその入射光を反射する
光学的性質が必要とされる。例えば、四面体のプリズム
を複数個組み合わせることによって、そのような光学的
性質を得ることができる。これは、コーナキューブ、反
射シートと呼ばれるもので、市販されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing its embodiments. FIG. 1A shows the first to third aspects of the present invention.
FIG. 1 is a layout view showing a layout of a first embodiment of a position detection device according to the invention, and FIG. 1 (b) is a side view thereof. This position detecting device is installed at each different position of the wall 30 apart from the moving body V, and has two light reflecting means P for reflecting light in the incident light direction.
1 and P 2 and two light beam generating means W 1 and W 2 which are provided at the lower part of the side wall of the moving body V, for example, at different positions at the feet of a person, and which generate a light beam. The light reflecting means P 1 and P 2 and the light beam generating means W 1 and W 2 are positioned so that they have substantially the same height. Also, the light reflection means P
1 and P 2 are required to have an optical property of reflecting the incident light in the direction of the incident light. For example, such optical properties can be obtained by combining a plurality of tetrahedral prisms. This is called a corner cube or reflection sheet and is commercially available.
【0022】光ビーム発生手段W1 ,W2 は、それぞ
れ、光ビームを回動走査する光ビーム走査手段と、光反
射手段P1 ,P2 のそれぞれからの反射光を受光する受
光手段と、受光手段のそれぞれの受光出力に基づいて、
光ビーム発生手段W1 ,W2 のそれぞれにおける2つの
光反射手段P1 ,P2 の開き角を検出する開き角検出手
段と一体になっている。また、2つの光反射手段P1 ,
P2 の位置情報が設定され、その位置情報と開き角検出
手段によって検出された開き角に基づいて、移動体Vの
位置を演算する演算手段31が、移動体V内に設けられ
ている。The light beam generating means W 1 and W 2 respectively include a light beam scanning means for rotationally scanning the light beam, and a light receiving means for receiving the reflected light from each of the light reflecting means P 1 and P 2 . Based on the received light output of each of the light receiving means,
It is integrated with the opening angle detecting means for detecting the opening angle of the light beam generating means W 1, 2 one light reflecting means at each of W 2 P 1, P 2. In addition, the two light reflection means P 1 ,
The position information of P 2 is set, and a calculating unit 31 that calculates the position of the moving body V based on the position information and the opening angle detected by the opening angle detecting unit is provided in the moving body V.
【0023】図2と図3とは、このような位置検出装置
の原理図を示す。この原理図において、最終的に求める
ものは、xy座標系における移動体Vの位置と移動方位
とである。移動体Vの位置は、光ビーム発生手段W1 ,
W2 の、例えば、北方向をy軸に東方向をx軸に取った
xy直交座標系の座標(x1 ,y1 ),(x2 ,y2)
に関連して求められる。また、移動体Vの移動方位は、
xy座標系におけるP 1 P2 の方位θxpと、移動体の移
動方位とP1 P2 の相対方位θP との差θxw=θxp−θ
P として求められる。2 and 3 show such a position detecting device.
The principle diagram of is shown. In this principle diagram, finally obtained
The thing is the position and moving direction of the moving body V in the xy coordinate system.
And. The position of the moving body V is determined by the light beam generating means W.1,
W2, For example, taking the north direction as the y-axis and the east direction as the x-axis
xy Cartesian coordinate system coordinates (x1, Y1), (X2, Y2)
Required in connection with. The moving direction of the moving body V is
P in the xy coordinate system 1P2Azimuth θxpAnd the moving body
Moving direction and P1P2Relative azimuth θPDifference withxw= Θxp−θ
PIs required.
【0024】移動体Vからは2つの光ビームが回動走査
されるが、走査角度は、光ビーム発生手段W1 ,W2 が
移動体Vの側面に設けられているので、最大180°で
あり、光反射手段P1 ,P2 は、光ビーム発生手段
W1 ,W2 から入射した光をその入射方向、すなわち、
光ビーム発生手段W1 ,W2 の方向へ反射する。Two light beams are rotationally scanned from the moving body V, but the scanning angle is 180 ° at maximum because the light beam generating means W 1 and W 2 are provided on the side surface of the moving body V. The light reflecting means P 1 and P 2 receive the light incident from the light beam generating means W 1 and W 2 in the incident direction, that is,
It reflects in the direction of the light beam generating means W 1 , W 2 .
【0025】そのため、光ビーム発生手段W1 ,W2 で
は、光反射手段P1 ,P2 から反射される光ビームを受
光し、そのときの光ビームの投光方向を測定することに
よって、光ビーム発生手段W1 を中心とする、光ビーム
の回動走査の基準方向と光反射手段P1 ,P2 との開き
角A11,A12及び光ビーム発生手段W2 を中心とする、
光ビームの回動走査の基準方向と光反射手段P1 ,P2
との開き角A21,A22を知ることができる。Therefore, the light beam generating means W 1 and W 2 receive the light beams reflected from the light reflecting means P 1 and P 2 , and measure the projection direction of the light beams at that time to obtain the light beams. Centering on the beam generating means W 1 and centering on the light beam generating means W 2 and the divergence angles A 11 , A 12 between the reference direction of the rotational scanning of the light beam and the light reflecting means P 1 , P 2 .
Reference direction of rotary scanning of light beam and light reflecting means P 1 , P 2
It is possible to know the opening angles A 21 and A 22 between and.
【0026】開き角検出手段が検出した開き角A11,A
12及び開き角A21,A22より、演算手段31は、ビーム
発生手段W1 ,W2 の中点Wのxy直交座標系の座標
(x0,y0 )を演算する。演算手段31には、光反射
手段P1 ,P2 の位置情報が予め設定されている。尚、
移動体Vの移動方位θxwは、上述のようにxy座標系に
おけるP1 P2 の方位θxpと、移動体の移動方位及びP
1 P2 の相対方位θP とが分かれば求めることができ
る。The opening angles A 11 , A detected by the opening angle detecting means
The calculation means 31 calculates the coordinates (x 0 , y 0 ) of the midpoint W of the beam generation means W 1 , W 2 in the xy orthogonal coordinate system from 12 and the divergence angles A 21 , A 22 . Position information of the light reflecting means P 1 and P 2 is preset in the computing means 31. still,
The moving direction θ xw of the moving body V is, as described above, the direction θ xp of P 1 P 2 in the xy coordinate system, and the moving direction and P of the moving body.
It can be obtained by knowing the relative azimuth θ P of 1 P 2 .
【0027】以下に、移動体Vの位置及び移動方位の演
算について詳細に説明する。移動体Vの演算手段には以
下の情報が設定されている。 (a1 ,b1 );光反射手段P1 の座標 (a2 ,b2 );光反射手段P2 の座標 θxp;2つの光反射手段P1 ,P2 の方位(=tan-1
{(b2 −b1 )/(a2 −a1 )}) 2D;光ビーム発生手段W1 と光ビーム発生手段W2 と
の間の距離The calculation of the position and moving direction of the moving body V will be described in detail below. The following information is set in the calculation means of the mobile unit V. (A 1 , b 1 ); coordinates of light reflecting means P 1 (a 2 , b 2 ); coordinates of light reflecting means P 2 θ xp ; azimuth of two light reflecting means P 1 , P 2 (= tan −1
{(B 2 −b 1 ) / (a 2 −a 1 )}) 2D; Distance between light beam generating means W 1 and light beam generating means W 2
【0028】図3において、先ず、光ビーム発生手段W
1 ,W2 からの光ビームの走査によって、光ビーム発生
手段W1 における移動体Vの側面の前方向(光ビームの
回動走査の基準方向)に対する光反射手段P1 ,P2 の
それぞれの開き角A12,A11と、光ビーム発生手段W2
における移動体Vの側面の前方向に対する光反射手段P
1 ,P2 のそれぞれの開き角A22,A21とが測定され
る。次に、△W1 W2 P1 において正弦定理により、 2D/sin(A22−A12)=バーW2 P1 /sinA12 (1) (1)式より バーW2 P1 =2DsinA12/sin(A22−A12) (2)In FIG. 3, first, the light beam generating means W
1, by the scanning of the light beam from the W 2, the light beam of the side surface of the moving body V in the generating means W 1 forward of the light reflecting means P 1, P 2 for (the reference direction of rotation scanning of the light beam), respectively Aperture angles A 12 , A 11 and light beam generating means W 2
The light reflecting means P for the front direction of the side surface of the moving body V in
The respective opening angles A 22 , A 21 of 1 and P 2 are measured. Next, △ W by sines in 1 W 2 P 1, 2D / sin (A 22 -A 12) = bar W 2 P 1 / sinA 12 ( 1) (1) Bar W 2 P 1 = 2DsinA 12 from the equation / sin (A 22 -A 12) (2)
【0029】従って、 A1 =D−バーW2 P1 ・cos(180°−A22) =D−{2DsinA12/sin(A22−A12)}・(−cosA22) ={Dsin(A22−A12)+2DsinA12cosA22}/ sin(A22−A12) =(DsinA22cosA12−DsinA12cosA22+ 2DsinA12cosA22)/sin(A22−A12) =D(sinA22cosA12+sinA12cosA22)/ sin(A22−A12) =Dsin(A22+A12)/sin(A22−A12) (3)Therefore, A 1 = D-bar W 2 P 1 .cos (180 ° -A 22 ) = D- {2DsinA 12 / sin (A 22 -A 12 )} ・ (-cosA 22 ) = {Dsin ( A 22 -A 12) + 2DsinA 12 cosA 22} / sin (A 22 -A 12) = (DsinA 22 cosA 12 -DsinA 12 cosA 22 + 2DsinA 12 cosA 22) / sin (A 22 -A 12) = D (sinA 22 cosA 12 + sinA 12 cosA 22 ) / sin (A 22 -A 12) = Dsin (A 22 + A 12) / sin (A 22 -A 12) (3)
【0030】 B1 =−バーW2 P1 ・sin(180°−A22) ={−2DsinA12/sin(A22−A12)}・sinA22 =−2DsinA22sinA12/sin(A22−A12) (4)B 1 = −bar W 2 P 1 · sin (180 ° −A 22 ) = {− 2DsinA 12 / sin (A 22 −A 12 )} · sinA 22 = −2DsinA 22 sinA 12 / sin (A 22 -A 12 ) (4)
【0031】同様に、△W1 W2 P2 において正弦定理
により、 2D/sin(A21−A11)=バーW1 P2 / sin(180°−A21) (5) (5)式より バーW1 P2 =2DsinA21/sin(A21−A11) (6)Similarly, according to the sine theorem in ΔW 1 W 2 P 2 , 2D / sin (A 21 −A 11 ) = bar W 1 P 2 / sin (180 ° −A 21 ) (5) (5) Than bar W 1 P 2 = 2D sinA 21 / sin (A 21 -A 11 ) (6)
【0032】従って、 A2 =−D+バーW1 P2 ・cosA11 =−D+{2DsinA21/sin(A21−A11)}・cosA11 ={−Dsin(A21−A11)+2DsinA21cosA11}/ sin(A21−A11) =(−DsinA21cosA11+DsinA11cosA21+ 2DsinA21cosA11)/sin(A21−A11) =D(sinA11cosA21+sinA21cosA11)/ sin(A21−A11) =Dsin(A21+A11)/sin(A21−A11) (7)Therefore, A 2 = −D + bar W 1 P 2 · cosA 11 = −D + {2DsinA 21 / sin (A 21 −A 11 )} · cosA 11 = {− Dsin (A 21 −A 11 ) + 2DsinA 21 cosA 11} / sin (A 21 -A 11) = (- DsinA 21 cosA 11 + DsinA 11 cosA 21 + 2DsinA 21 cosA 11) / sin (A 21 -A 11) = D (sinA 11 cosA 21 + sinA 21 cosA 11) / sin (A 21 -A 11) = Dsin (A 21 + A 11) / sin (A 21 -A 11) (7)
【0033】 B2 =−バーW1 P2 ・sinA11 ={−2DsinA21/sin(A21−A11)}・sinA11 =−2DsinA21sinA11/sin(A21−A11) (8) 従って、 A0 =(A1 +A2 )/2 (9) B0 =(B1 +B2 )/2 (10) バーP1 P2 ={(A2 −A1 )2 +(B2 −B1 )2 }1/2 (11) θP =tan-1{(B2 −B1 )/(A2 −A1 )} (12) (但し、A1 ,B1 ,A2 ,B2 は(3),(4),
(7),(8)式の通り)B 2 = −bar W 1 P 2 · sinA 11 = {− 2DsinA 21 / sin (A 21 −A 11 )} · sinA 11 = −2DsinA 21 sinA 11 / sin (A 21 −A 11 ) (8 ) Therefore, A 0 = (A 1 + A 2 ) / 2 (9) B 0 = (B 1 + B 2 ) / 2 (10) Bar P 1 P 2 = {(A 2 −A 1 ) 2 + (B 2 −B 1 ) 2 } 1/2 (11) θ P = tan −1 {(B 2 −B 1 ) / (A 2 −A 1 )} (12) (where A 1 , B 1 , A 2 , B 2 is (3), (4),
(As shown in equations (7) and (8))
【0034】更に、xy座標系でのW,P1 ,P2 の座
標を(x0 ,y0 ),(a1 ,b1),(a2 ,b2 )
とすると、P1 P2 の方位は、 θxp=tan-1{(b2 −b1 )/(a2 −a1 )} (13) また、W1 W2 の方位をθxwとすると、図2より θxw=θxp−θP (14) x0 =a1 +P1 E =a1 +P1 Fcosθxw =a1 +(P1 D−WDtanθxw)cosθxw =a1 +(−A1 +B1 tanθxw)cosθxw =a1 −A1 cosθxw+B1 sinθxw (15)Further, the coordinates of W, P 1 and P 2 in the xy coordinate system are (x 0 , y 0 ), (a 1 , b 1 ), (a 2 , b 2 ).
Then, the azimuth of P 1 P 2 is θ xp = tan −1 {(b 2 −b 1 ) / (a 2 −a 1 )} (13) Further, if the azimuth of W 1 W 2 is θ xw from Figure 2 θ xw = θ xp -θ P (14) x 0 = a 1 + P 1 E = a 1 + P 1 Fcosθ xw = a 1 + (P 1 D-WDtanθ xw) cosθ xw = a 1 + (- A 1 + B 1 tan θ xw ) cos θ xw = a 1 −A 1 cos θ xw + B 1 sin θ xw (15)
【0035】 y0 =b1 +P1 G =b1 +P1 Hcosθxw =b1 +(P1 I+WItanθxw)cosθxw =b1 +(−B1 −A1 tanθxw)cosθxw =b1 −B1 cosθxw−A1 sinθxw (16)[0035] y 0 = b 1 + P 1 G = b 1 + P 1 Hcosθ xw = b 1 + (P 1 I + WItanθ xw) cosθ xw = b 1 + (- B 1 -A 1 tanθ xw) cosθ xw = b 1 - B 1 cos θ xw −A 1 sin θ xw (16)
【0036】以上より、光ビーム発生手段W1 ,W2 か
らの光ビームの回動走査によって、光ビーム発生手段W
1 における移動体Vの側壁の前方向に対する光反射手段
P1,P2 のそれぞれの開き角A12,A11と、光ビーム
発生手段W2 における移動体Vの側壁の前方向に対する
光反射手段P1 ,P2 のそれぞれの開き角A22,A21と
が分かれば、光反射手段P1 の位置情報(a1 ,
b1 )、光反射手段P2 の位置情報(a2 ,b2 )及び
光ビーム発生手段W1 光ビーム発生手段W2 との間の距
離2Dが既知なので、光ビーム発生手段W1 ,W2 の中
点(x0 ,y0 )及び移動体Vの方位θxwが求まり、移
動体Vの位置情報も分かることになる。From the above, the light beam generating means W is rotated and rotated by the light beam generating means W 1 and W 2.
1 , the respective opening angles A 12 , A 11 of the light reflecting means P 1 , P 2 with respect to the front direction of the side wall of the moving body V, and the light reflecting means for the front direction of the side wall of the moving body V in the light beam generating means W 2 . P 1, knowing the the respective opening angle a 22, a 21 of P 2, the position information (a 1 of the light reflecting means P 1,
b 1 ), the position information (a 2 , b 2 ) of the light reflecting means P 2 , and the distance 2D between the light beam generating means W 1 and the light beam generating means W 2 are known, and therefore the light beam generating means W 1 , W 2 midpoint (x 0, y 0) and Motomari azimuth theta xw mobile V, will be apparent positional information of the movable body V.
【0037】図4(a)は、移動体Vに設けられる2つ
の光ビーム発生手段W1 ,W2 それぞれと一体となった
光ビーム走査手段、受光手段及び開き角検出手段の1例
を示す外観図である。この光ビーム発生手段W1 ,
W2 、光ビーム走査手段、受光手段及び開き角検出手段
は、円筒34の上板(図示せず)の中心部に回転軸36
が固着されている。回転軸36は、円筒34の上部に設
けられた駆動部35(光ビーム走査手段)により回転さ
れ、円筒34は回転軸36の回転に応じて回転される。
駆動部35は移動体Vの側壁に固定される。円筒34内
部には、後述するように、半導体レーザが設けられてお
り、そのレーザ光は、円筒34の側面に設けられた孔3
7を通じて円筒34外部へ投射される。孔37の両側部
には、光反射手段P1 ,P2 からの反射光を受光するた
めの受光部(例えば、フォトダイオード、フォトトラン
ジスタ等)38,39が設けられている。FIG. 4A shows an example of a light beam scanning means, a light receiving means and an aperture angle detecting means which are integrated with the two light beam generating means W 1 and W 2 provided on the moving body V, respectively. It is an external view. This light beam generating means W 1 ,
W 2 , the light beam scanning means, the light receiving means, and the aperture angle detecting means are provided with a rotating shaft 36 at the center of the upper plate (not shown) of the cylinder 34.
Is stuck. The rotary shaft 36 is rotated by a drive unit 35 (light beam scanning means) provided on the upper portion of the cylinder 34, and the cylinder 34 is rotated according to the rotation of the rotary shaft 36.
The drive unit 35 is fixed to the side wall of the moving body V. As will be described later, a semiconductor laser is provided inside the cylinder 34, and the laser light is emitted from the hole 3 provided on the side surface of the cylinder 34.
It is projected to the outside of the cylinder 34 through 7. Light receiving portions (for example, photodiodes, phototransistors, etc.) 38, 39 for receiving the reflected light from the light reflecting means P 1 , P 2 are provided on both sides of the hole 37.
【0038】円筒34の下板(図示せず)の中央部には
軸(図示せず)が固着され、この軸は円筒34の回転に
応じて回転する。また、この軸は、円筒34の下部に設
けられたロータリエンコーダ40に連結され、円筒34
の回転がロータリエンコーダ40へ伝達される。ロータ
リエンコーダ40は、移動体Vの側壁に固定され、円筒
34から伝達された回転によって、円筒34の回転角、
つまり、レーザ光の投射角を検出する。ロータリエンコ
ーダ34は、アブソリュートタイプのものが用いられ、
基準の方向に対するレーザ光の投射角を検出する。この
基準の方向は、例えば、移動体Vの、光ビーム発生手段
W1 ,W2 が設けられた側壁の前方向に設定される。A shaft (not shown) is fixed to the central portion of the lower plate (not shown) of the cylinder 34, and the shaft rotates in response to the rotation of the cylinder 34. Further, this shaft is connected to a rotary encoder 40 provided below the cylinder 34,
Is transmitted to the rotary encoder 40. The rotary encoder 40 is fixed to the side wall of the moving body V, and the rotation transmitted from the cylinder 34 causes the rotation angle of the cylinder 34,
That is, the projection angle of the laser light is detected. As the rotary encoder 34, an absolute type is used,
The projection angle of the laser beam with respect to the reference direction is detected. This reference direction is set, for example, in the front direction of the side wall of the moving body V on which the light beam generating means W 1 and W 2 are provided.
【0039】図4(b)は、図4(a)に示す光ビーム
発生手段、光ビーム走査手段、受光手段及び開き角検出
手段の光学系を説明するための説明図である。図におい
て、円筒34の内周壁には、半導体レーザ41が設けら
れている。半導体レーザ41から出射されたレーザ光
は、レンズ42によって拡散され、さらにレンズ43に
よって平行光にされる。この平行光は、円筒34に形成
された孔37を通って円筒34の外部へ投射される。FIG. 4B is an explanatory view for explaining the optical system of the light beam generating means, the light beam scanning means, the light receiving means and the aperture angle detecting means shown in FIG. 4A. In the figure, a semiconductor laser 41 is provided on the inner peripheral wall of the cylinder 34. The laser light emitted from the semiconductor laser 41 is diffused by the lens 42 and further collimated by the lens 43. The parallel light is projected to the outside of the cylinder 34 through the hole 37 formed in the cylinder 34.
【0040】このような構成の光ビーム発生手段W1 ,
W2 、光ビーム走査手段、受光手段及び開き角検出手段
は、回転軸36が回転すると、円筒34及び円筒34内
部の光学系が回転し、レーザ光の走査が行われる。ま
た、円筒34の回転に伴ってロータリエンコーダ40が
その回転角度を検出し、移動体Vの移動方向に対するレ
ーザ光の投射角度を検出する。The light beam generating means W 1 having the above structure,
With respect to W 2 , the light beam scanning means, the light receiving means, and the opening angle detecting means, when the rotation shaft 36 rotates, the cylinder 34 and the optical system inside the cylinder 34 rotate, and the laser light is scanned. Further, as the cylinder 34 rotates, the rotary encoder 40 detects the rotation angle thereof and detects the projection angle of the laser beam with respect to the moving direction of the moving body V.
【0041】図5は、このような位置検出装置の演算手
段31の構成例を示すブロック図である。この演算手段
31は、光ビーム発生手段W1 ,W2 それぞれの、受光
部38及び受光部39からの受光出力がそれぞれの入力
端子へ与えられるORゲート13の出力が、バイナリカ
ウンタ32とANDゲート15の一方の入力端子とへ与
えられる。ANDゲート15の他方の入力端子へは、ロ
ータリエンコーダ40の角度検出出力が与えられる。す
なわち、受光部38及び受光部39のOR出力によっ
て、ロータリエンコーダ40の出力が取り込まれる。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the calculating means 31 of such a position detecting device. In this arithmetic means 31, the output of the OR gate 13 to which the light receiving outputs of the light beam generating means W 1 and W 2 from the light receiving portion 38 and the light receiving portion 39 are given to the respective input terminals, the binary counter 32 and the AND gate. 15 to one of the input terminals. The angle detection output of the rotary encoder 40 is applied to the other input terminal of the AND gate 15. That is, the output of the rotary encoder 40 is captured by the OR output of the light receiving unit 38 and the light receiving unit 39.
【0042】ANDゲート15の出力は、レジスタ1
6,17へ与えられる。これらのレジスタ16,17に
は、バイナリカウンタ32の正負論理出力が与えられ
る。これらの正負論理出力Q,Qバーは、例えば、正論
理出力Qがレジスタ16へ、負論理出力Qバーがレジス
タ17へ与えられ、レジスタ16,17の書き込み制御
信号として作用する。すなわち、バイナリカウンタ32
が歩進する毎に、レジスタ16,17が、レジスタ16
→レジスタ17→レジスタ16→レジスタ17の順で書
き込み可能とされる。The output of the AND gate 15 is the register 1
6,17. The positive and negative logic outputs of the binary counter 32 are given to these registers 16 and 17. These positive and negative logic outputs Q and Q bar are supplied with the positive logic output Q to the register 16 and the negative logic output Q bar to the register 17, for example, and act as write control signals for the registers 16 and 17. That is, the binary counter 32
Register 16 and register 17 each time
It becomes writable in the order of → register 17 → register 16 → register 17.
【0043】レジスタ16,17の各出力は、CPU3
3へ与えられ、CPU33には、メモリ20が接続され
ている。メモリ20には、光反射手段P1 ,P2 の位置
情報と、移動体Vの位置及び移動方位の演算のための演
算プログラム等が格納されており、CPU33は、レジ
スタ16,17から与えられる情報に基づいて、移動体
Vの位置及び移動方位の演算を行う。CPU33には、
利用装置21が接続されている。利用装置21は、CP
U33によって求められた移動体Vの位置情報又は移動
方位を利用するための装置であり、例えば、自動操縦装
置及び表示装置等を含む。The outputs of the registers 16 and 17 are the CPU 3
3, the memory 20 is connected to the CPU 33. The memory 20 stores the position information of the light reflecting means P 1 and P 2 and a calculation program for calculating the position and moving direction of the moving body V, and the CPU 33 is given from the registers 16 and 17. Based on the information, the position and moving direction of the moving body V are calculated. The CPU 33 has
The utilization device 21 is connected. The utilization device 21 is a CP
It is a device for utilizing the position information or the moving direction of the moving body V obtained by U33, and includes, for example, an automatic piloting device and a display device.
【0044】図6は、このような構成の演算手段の演算
手順を示すフローチャートである。この演算手段は、回
転軸36(図4(a))が駆動部35により回転され、
レーザ光の走査が行われるとき、一方のロータリエンコ
ーダ40からは、光ビーム発生手段W1 における移動体
Vの側面の前方向に対する光反射手段P1 ,P2 のそれ
ぞれの開き角A12,A11が、他方のロータリエンコーダ
40からは、光ビーム発生手段W2 における移動体Vの
側面の前方向に対する光反射手段P1 ,P2 のそれぞれ
の開き角A22,A21が、それぞれ入力される。FIG. 6 is a flow chart showing the calculation procedure of the calculation means having such a configuration. In this calculation means, the rotation shaft 36 (FIG. 4A) is rotated by the drive unit 35,
When the laser beam is scanned, from one rotary encoder 40, the respective opening angles A 12 , A of the light reflecting means P 1 , P 2 with respect to the front direction of the side surface of the moving body V in the light beam generating means W 1 . From the other rotary encoder 40, the respective opening angles A 22 and A 21 of the light reflecting means P 1 and P 2 with respect to the front direction of the side surface of the moving body V in the light beam generating means W 2 are input. It
【0045】ここで、光ビーム発生手段W1 から出たレ
ーザ光が光反射手段P2 へ入射したとすると、光反射手
段P2 はその入射光を光ビーム発生手段W1 の方向へ反
射する。この反射光は受光部38又は受光部39によっ
て検知され、ORゲート13の出力がHレベルとなる。
従って、バイナリカウンタ32が歩進され、例えば、レ
ジスタ16が書き込み可能とされる。また、ANDゲー
ト15が開き、ロータリエンコーダ40からの角度情報
がレジスタ16に格納される。このとき、レジスタ16
に取り込まれた角度情報は、光ビーム発生手段W1 にお
ける移動体Vの側面の前方向に対する光反射手段P2の
開き角A11である。[0045] Here, the laser beam emitted from the light beam generating means W 1 is an incident to the light reflecting means P 2, the light reflecting means P 2 reflects the incident light toward the light beam generating means W 1 . This reflected light is detected by the light receiving unit 38 or the light receiving unit 39, and the output of the OR gate 13 becomes H level.
Therefore, the binary counter 32 is incremented and, for example, the register 16 becomes writable. Further, the AND gate 15 is opened, and the angle information from the rotary encoder 40 is stored in the register 16. At this time, register 16
The angle information taken in is the opening angle A 11 of the light reflecting means P 2 with respect to the front direction of the side surface of the moving body V in the light beam generating means W 1 .
【0046】さらに、レーザ光の走査が行われレーザ光
が光反射手段P1 へ入射すると、再びバイナリカウンタ
32が歩進され、レジスタ17が書き込み可能とされ
る。従って、レジスタ17にロータリエンコーダ40か
らの角度情報が格納される。このときの角度情報は、光
ビーム発生手段W1 における移動体Vの側面の前方向に
対する光反射手段P1 の開き角A12である。Further, when the laser beam is scanned and the laser beam is incident on the light reflecting means P 1 , the binary counter 32 is incremented again and the register 17 becomes writable. Therefore, the register 17 stores the angle information from the rotary encoder 40. The angle information at this time is the opening angle A 12 of the light reflecting means P 1 with respect to the front direction of the side surface of the moving body V in the light beam generating means W 1 .
【0047】同様に、光ビーム発生手段W2 から出たレ
ーザ光が光反射手段P2 へ入射したとすると、光反射手
段P2 はその入射光を光ビーム発生手段W2 の方向へ反
射する。この反射光は受光部38又は受光部39によっ
て検知され、ORゲート13の出力がHレベルとなる。
従って、バイナリカウンタ32が歩進され、例えば、レ
ジスタ16が書き込み可能とされる。また、ANDゲー
ト15が開き、ロータリエンコーダ40からの角度情報
がレジスタ16に格納される。このとき、レジスタ16
に取り込まれた角度情報は、光ビーム発生手段W2 にお
ける移動体Vの側面の前方向に対する光反射手段P2の
開き角A21である。[0047] Similarly, when the laser beam emitted from the light beam generating means W 2 is an incident to the light reflecting means P 2, the light reflecting means P 2 reflects the incident light toward the light beam generating means W 2 . This reflected light is detected by the light receiving unit 38 or the light receiving unit 39, and the output of the OR gate 13 becomes H level.
Therefore, the binary counter 32 is incremented and, for example, the register 16 becomes writable. Further, the AND gate 15 is opened, and the angle information from the rotary encoder 40 is stored in the register 16. At this time, register 16
The angle information taken in is the opening angle A 21 of the light reflecting means P 2 with respect to the front direction of the side surface of the moving body V in the light beam generating means W 2 .
【0048】さらに、レーザ光の走査が行われレーザ光
が光反射手段P1 へ入射すると、再びバイナリカウンタ
32が歩進され、レジスタ17が書き込み可能とされ
る。従って、レジスタ17にロータリエンコーダ40か
らの角度情報が格納される。このときの角度情報は、光
ビーム発生手段W2 における移動体Vの側面の前方向に
対する光反射手段P1 の開き角A22である。Further, when the laser beam is scanned and the laser beam is incident on the light reflecting means P 1 , the binary counter 32 is incremented again and the register 17 becomes writable. Therefore, the register 17 stores the angle information from the rotary encoder 40. The angle information at this time is the opening angle A 22 of the light reflecting means P 1 with respect to the front direction of the side surface of the moving body V in the light beam generating means W 2 .
【0049】CPU33は、開き角A11,A12,A21,
A22がそれぞれのレジスタに格納される都度、それぞれ
のレジスタから開き角A11,A12,A21,A22を読み込
み(S10)、上述の式により、W1 W2 に対するP1
P2 の相対位置と方位とを演算し(S12)、光ビーム
発生手段W1 ,W2 の中点Wの位置情報(x0 ,y0)
と移動方位θxwとを演算して求める(S14)。The CPU 33 controls the opening angles A 11 , A 12 , A 21 ,
Each time A 22 is stored in each register, the opening angles A 11 , A 12 , A 21 , A 22 are read from each register (S10), and P 1 for W 1 W 2 is calculated by the above equation.
The relative position and azimuth of P 2 are calculated (S12), and the position information (x 0 , y 0 ) of the midpoint W of the light beam generating means W 1 , W 2 is calculated.
And the moving direction θ xw are calculated and obtained (S14).
【0050】第4発明に係る位置検出装置は、図1
(a)において、光反射手段P1 ,P2が、移動体Vと
は別の移動体の側壁に設けられたものであり、この場合
は、移動体Vと、光反射手段P1 ,P2 が設けられた移
動体の相対位置が測定できる。この場合、例えば、上述
の第1〜3発明に係る位置検出装置において、(3),
(4),(7),(8),(12)式を演算すれば良
い。その他の構成及び動作は、上述で説明した第1〜3
発明に係る位置検出装置と同様であるので、説明を省略
する。The position detecting device according to the fourth invention is shown in FIG.
In (a), the light reflecting means P 1 and P 2 are provided on the side wall of a moving body different from the moving body V. In this case, the moving body V and the light reflecting means P 1 and P 2 are provided. The relative position of the moving body provided with 2 can be measured. In this case, for example, in the position detecting device according to the first to third inventions described above, (3),
Expressions (4), (7), (8) and (12) may be calculated. Other configurations and operations are the same as those of the first to third embodiments described above.
Since it is the same as the position detecting device according to the invention, the description thereof is omitted.
【0051】第5発明に係る位置検出装置は、図1
(a)において、光反射手段P1 ,P2と光ビーム発生
手段W1 ,W2 とが入れ代わったものである。この場
合、上述の第1〜3発明に係る位置検出装置において、
光ビーム発生手段W1 ,W2 と中点Wの位置情報
(x1 ,y1 ),(x2 ,y2 ),(x0 ,y0 )が設
定されており、移動体の側壁に設けられた光反射手段P
1 ,P2 と中点Pの位置情報(a1,b1 ),(a2 ,
b2 ),(a0 ,b0 )を求めて、その何れかに移動体
の位置を代表させれば良い。また、移動体の移動方位
は、x軸からの角度θP =tan-1{(b2 −b1 )/
(a2 −a1 )}として求められる。その他の構成及び
動作は、上述で説明した第1〜3発明に係る位置検出装
置と同様であるので、説明を省略する。The position detecting device according to the fifth invention is shown in FIG.
In (a), the light reflecting means P 1 , P 2 and the light beam generating means W 1 , W 2 are replaced with each other. In this case, in the position detecting device according to the above-mentioned first to third inventions,
Position information (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ), (x 0 , y 0 ) of the light beam generating means W 1 and W 2 and the midpoint W is set, and is set on the side wall of the moving body. Light reflection means P provided
Position information (a 1 , b 1 ) of 1 , P 2 and the midpoint P, (a 2 ,
b 2 ), (a 0 , b 0 ), and the position of the moving body may be represented by one of them. Further, the moving direction of the moving body is an angle θ P = tan −1 {(b 2 −b 1 ) /
(A 2 −a 1 )}. Other configurations and operations are the same as those of the position detecting device according to the first to third aspects of the invention described above, and thus description thereof will be omitted.
【0052】尚、上述の実施例では、光反射手段を点と
して説明したが、一定の幅を持つテープとすることによ
り、その両端を受光手段のオン/オフ変化によって検出
でき、それらを光反射手段P1 ,P2 とすることが可能
である。In the above embodiment, the light reflecting means is described as a point. However, by using a tape having a certain width, both ends of the light reflecting means can be detected by the on / off change of the light receiving means, and the light reflecting means can be used. Means P 1 , P 2 are possible.
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明の第1〜5発明に係る位置検出装
置によれば、光反射手段の数を3個以上から2個以上に
減らすことができるので、設置コストと工数が33%低
減する。また、光ビームを全周走査する必要がなくなる
ため、移動体から見て一方の壁などに光反射手段を敷設
するだけで済むので、敷設が容易になる。また、光反射
手段を上述の一定の幅を持つテープとすることにより、
1枚のテープで位置の検出が可能となるので、更に設置
が容易となる。According to the position detecting device of the first to fifth aspects of the present invention, the number of light reflecting means can be reduced from three or more to two or more, so that the installation cost and the number of steps are reduced by 33%. To do. Further, since it is not necessary to scan the light beam all around, it is only necessary to lay the light reflecting means on one wall or the like as seen from the moving body, which facilitates the laying. Also, by using the tape having the above-mentioned constant width as the light reflecting means,
Since the position can be detected with one sheet of tape, the installation becomes easier.
【0054】更に、取り付け場所が移動体の上部に限定
されなくなり、光ビームの高さを下げることができるの
で、移動体の形状や、搬送物の移載時の制約がなくな
る。また、人の胸及び目の辺りを光ビームが横切ること
を避けることができ、心理面の問題がなくなり、特に小
型の移動体の場合効果的である。さらに、(11)式よ
り光反射手段相互の距離が容易にわかるので、複数の光
反射手段の間隔をあらかじめ変えておくことにより、移
動体投入位置の認識が容易である。Further, since the mounting place is not limited to the upper part of the moving body and the height of the light beam can be lowered, there are no restrictions on the shape of the moving body or the transfer of the transported object. In addition, it is possible to prevent the light beam from crossing around the chest and eyes of a person, eliminating psychological problems, which is particularly effective for a small moving body. Further, since the distance between the light reflecting means can be easily known from the equation (11), it is easy to recognize the moving body insertion position by changing the intervals of the plurality of light reflecting means in advance.
【図1】本発明の第1〜3発明に係る位置検出装置の1
実施例の配置を示す配置図である。FIG. 1 is a position detecting device according to the first to third aspects of the present invention.
It is a layout showing the layout of the example.
【図2】図1に示した位置検出装置の位置検出の原理を
説明するための原理図である。FIG. 2 is a principle diagram for explaining the principle of position detection by the position detection device shown in FIG.
【図3】図1に示した位置検出装置の位置検出の原理を
説明するための原理図である。FIG. 3 is a principle diagram for explaining the principle of position detection of the position detection device shown in FIG.
【図4】図1に示した位置検出装置の、光ビーム発生手
段と一体となった光ビーム走査手段、受光手段及び開き
角検出手段の1例を示す外観図及びその光学系を説明す
るための説明図である。4 is an external view showing an example of a light beam scanning means, a light receiving means, and an aperture angle detecting means integrated with a light beam generating means of the position detecting device shown in FIG. 1 and an optical system thereof. FIG.
【図5】図1に示した位置検出装置の演算手段の構成例
を示すブロック図である。5 is a block diagram showing a configuration example of a calculation unit of the position detection device shown in FIG.
【図6】図5に示した演算手段の動作を示すフローチャ
ートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the calculating means shown in FIG.
【図7】従来の位置検出装置の1例の位置検出の原理を
説明するための原理図である。FIG. 7 is a principle diagram for explaining the principle of position detection of an example of a conventional position detection device.
13 ORゲート 15 ANDゲート 16,17 レジスタ 30 壁 31 演算手段 32 バイナリカウンタ 33 CPU 34 円筒 36 回転軸 37 孔 38,39 受光部 40 ロータリエンコーダ 41 半導体レーザ 42,43 レンズ P1 ,P2 光反射手段 P P1 P2 の中点 V 移動体 W1 ,W2 光ビーム発生手段 W W1 W2 の中点13 OR gate 15 AND gate 16, 17 register 30 wall 31 computing means 32 binary counter 33 CPU 34 cylinder 36 rotating shaft 37 hole 38, 39 light receiving portion 40 rotary encoder 41 semiconductor laser 42, 43 lens P 1 , P 2 light reflecting means Midpoint of P P 1 P 2 V Moving object W 1 , W 2 Light beam generating means W W 1 W 2 Midpoint
Claims (5)
動体の位置を検出する移動体の位置検出装置において、 前記移動体とは離れた各別の位置に設置され、入射光方
向に光を反射する2つの光反射手段と、前記移動体上の
各別の位置に設けられた、光ビームを発生する2つの光
ビーム発生手段、前記光ビームのそれぞれを回動走査す
る2つの光ビーム走査手段、及び前記光反射手段のそれ
ぞれからの反射光を受光する2つの受光手段と、該受光
手段のそれぞれの受光出力に基づいて、前記光ビーム発
生手段のそれぞれにおける所定方向と前記2つの光反射
手段との開き角を検出する開き角検出手段と、前記2つ
の光反射手段の位置情報と前記開き角検出手段によって
検出された開き角とに基づいて、前記光ビーム発生手段
の位置を演算する演算手段とを備えることを特徴とする
移動体の位置検出装置。1. A position detecting device for a moving body, which detects the position of the moving body by rotationally scanning a light beam, wherein the moving body position detecting device is installed at different positions apart from the moving body, and emits light in the incident light direction. Two light reflecting means for reflecting, two light beam generating means for generating a light beam provided at different positions on the moving body, and two light beam scanning for rotating and scanning each of the light beams Means, and two light receiving means for receiving the reflected light from each of the light reflecting means, and a predetermined direction in each of the light beam generating means and the two light reflecting means based on the light receiving output of each of the light receiving means. A position of the light beam generating means is calculated based on an opening angle detecting means for detecting an opening angle with the means, position information of the two light reflecting means and an opening angle detected by the opening angle detecting means. Device for detecting a position of a moving body; and a calculation unit.
ビーム発生手段の位置情報に基づいて、前記移動体の移
動方位を演算する請求項1記載の移動体の位置検出装
置。2. The position detecting device for a moving body according to claim 1, wherein said calculating means calculates a moving direction of said moving body based on the calculated position information of said two light beam generating means.
定され、前記演算手段は、前記不動の位置の位置情報に
基づいて、前記移動体の位置を演算する請求項1又は2
記載の移動体の位置検出装置。3. The two light reflecting means are fixed to an immovable position, and the computing means computes the position of the moving body based on position information of the immobile position.
The position detecting device for the moving body described.
別の移動体上の各別の位置に設置され、前記演算手段
は、前記別の移動体の相対位置を演算する請求項1又は
2記載の移動体の位置検出装置。4. The two light reflecting means are installed at different positions on a moving body different from the moving body, and the calculating means calculates a relative position of the different moving body. Alternatively, the position detecting device for a moving body according to 2 is provided.
動体の位置を検出する移動体の位置検出装置において、 前記移動体上の各別の位置に設置され、入射光方向に光
を反射する2つの光反射手段と、前記移動体とは離れた
各別の位置に設置された、光ビームを発生する2つの光
ビーム発生手段、前記光ビームのそれぞれを回動走査す
る2つの光ビーム走査手段、及び前記光反射手段のそれ
ぞれからの反射光を受光する2つの受光手段と、該受光
手段のそれぞれの受光出力に基づいて、前記光ビーム発
生手段のそれぞれにおける所定方向と前記2つの光反射
手段との開き角を検出する開き角検出手段と、前記2つ
の光ビーム発生手段の位置情報と前記開き角検出手段に
よって検出された開き角とに基づいて、前記2つの光反
射手段の位置を演算する演算手段とを備えることを特徴
とする移動体の位置検出装置。5. A moving body position detecting device for detecting the position of a moving body by rotationally scanning a light beam, the device being installed at each different position on the moving body and reflecting light in an incident light direction. Two light reflection means, two light beam generation means for generating a light beam, which are installed at different positions apart from the moving body, and two light beam scanning for rotating and scanning each of the light beams. Means, and two light receiving means for receiving the reflected light from each of the light reflecting means, and a predetermined direction in each of the light beam generating means and the two light reflecting means based on the light receiving output of each of the light receiving means. The position of the two light reflecting means is determined based on the opening angle detecting means for detecting the opening angle with the means, and the position information of the two light beam generating means and the opening angle detected by the opening angle detecting means. Performance Device for detecting a position of a moving body comprising: a calculating means for.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9718795A JPH08292250A (en) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | Apparatus for detecting position of moving body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9718795A JPH08292250A (en) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | Apparatus for detecting position of moving body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08292250A true JPH08292250A (en) | 1996-11-05 |
Family
ID=14185581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9718795A Pending JPH08292250A (en) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | Apparatus for detecting position of moving body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08292250A (en) |
-
1995
- 1995-04-21 JP JP9718795A patent/JPH08292250A/en active Pending
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