JPH10185566A

JPH10185566A - 自機位置測定装置および方法

Info

Publication number: JPH10185566A
Application number: JP34001796A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Akita; 智史秋田
Original assignee: COMMUTER HERIKOPUTA SENSHIN GI; COMMUTER HERIKOPUTA SENSHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: COMMUTER HERIKOPUTA SENSHIN GI; COMMUTER HERIKOPUTA SENSHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構成で広い測定エリアを確保して、迅
速かつ高精度な自機位置の測定が可能な自機位置測定装
置および方法を提供する。【解決手段】ビーム整形器１２は、レーザビーム源１
１からのパルスレーザビーム５の広がり角を任意に調整
する。撮像素子１３は、コーナキューブミラー４からの
戻り光を撮像する。スタートトリガ部２３は、パルスレ
ーザビーム５の一部を受光し、スタートトリガ信号を発
生する。ストップトリガ部３１は、コーナキューブミラ
ー４からの戻り光の一部を受光して、コンパレータ３５
でストップトリガ信号とする。撮像素子１３の画像か
ら、コーナキューブミラー４の方向が特定され、スター
トトリガ信号とストップトリガ信号との時間差から、コ
ーナキューブミラー４までの距離が特定され、方向およ
び距離によってコーナキューブミラー４に対するヘリコ
プタ１の位置を特定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機の離着陸、
特にヘリコプタの垂直離着陸やホバリングを支援するた
めに、自機の位置を測定する自機位置測定装置および方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高層ビルの屋上に多くのヘリポー
トが設置されつつあり、安全かつ迅速な離着陸を実行す
るために、自機位置をリアルタイムで正確に測定する必
要がある。

【０００３】一般に自機位置の測定には、ＧＰＳ（Glob
al Positioning System；衛星測定システム）やＤＧＰ
Ｓ（Differential ＧＰＳ）が用いられる。ＧＰＳの精
度は、地表面に平行な方向で数ｍ程であり、鉛直方向で
数１０ｍ程である。ＤＧＰＳにおいても、地表面に平行
な方向で数１０ｃｍ程であり、鉛直方向で数ｍ程であ
る。しかし、このような位置精度では、広いスペースで
かつ平坦な地点での離着陸に有効でも、ビルの屋上に設
けられたヘリポートのように、狭いスペースでかつ離着
陸地点の周辺での高さのばらつきが激しい場所では、有
効ではない。

【０００４】そこで、高さ方向の精度を補助するため
に、電波高度計を併用することが考えられる。しかし、
電波高度計の性質上、自機から発射した電波を再び自機
に戻さないと、正確な高度値が得られない。すなわち、
ヘリポートの真上まで飛行しないと、正確な数値が得ら
れない。

【０００５】このように、ＧＰＳや電波高度計を用いた
方法では、ビルの屋上への自動離着陸、特に着陸は事実
上不可能であり、最終的には操縦者の目視に頼ってい
る。

【０００６】こうした先行技術の例として、特開昭６２
−２９２５９６には、レーザを用いてヘリコプタから目
標地点までの距離および方向を測定する装置が記載され
ている。また、特開平６−２４７３９４には、同じくレ
ーザを用いて測定した値を演算処理して、航行する船に
対するヘリコプタの相対位置および相対速度を算出する
装置が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６２−２９２５
９６では、距離を特定するためのレーザと、方向を特定
するためのレーザを別個に設ける必要があり、システム
全体が大規模で複雑である。また、レーザ照射器から発
射されたレーザビームは光乱反射板によって地上のあら
ゆる方向に放射されるため、レーザビームの利用効率が
悪くなり、結果として充分な測定精度が得られない。

【０００８】特開平６−２４７３９４では、コーナキュ
ーブリフレクタを用いることによって、レーザビームが
反射した戻り光を効率よく測定に利用しているが、戻り
光は発射されたレーザビームの僅かな一部を反射したも
のに過ぎず、結局、レーザビームの利用効率は改善され
ていないため、充分な測定精度が得られない。

【０００９】本発明の目的は、簡易な構成で広い測定エ
リアを確保し、迅速かつ高精度な自機位置測定が可能な
自機位置測定装置および方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、強度変調され
たレーザビームを発射するレーザビーム源と、レーザビ
ームの広がり角を任意に制御するための光学素子と、レ
ーザビームを進行方向と反対方向に戻す光反射手段と、
光反射手段を撮像して、光反射手段の方向を検出するた
めの撮像素子と、光反射手段からの戻り光を受光して、
光反射手段までの距離を計測するための受光素子とを備
えることを特徴とする自機位置測定装置である。本発明
に従えば、予め測定対象物にコーナキューブミラーなど
の光反射手段を設置しておいて、光反射手段に向けてレ
ーザビームを発射し、撮像して得られた画像内の光反射
手段の位置から、撮像素子の光軸を基準とした光反射手
段の方向、すなわち極座標形式での２つの角度θ、φを
特定することができる。さらに、光反射手段からの戻り
光を受光素子で受光することによって、光反射手段まで
の距離、すなわち極座標形式での半径ｒを計測できる。
この特定された方向および距離によって、光反射手段と
レーザビーム源との相対的な３次元位置を決定できる。
また、レーザビームの広がり角が任意に制御可能である
ため、光反射手段の位置を広く探索する場合には、レー
ザビームの広がり角を大きく設定することによって、捕
捉エリアを拡大できる。また、距離測定の場合には、レ
ーザビームの広がり角を小さく設定することによって、
戻り光の強度を増加できるため、信号のＳ／Ｎ比を改善
でき、その結果、測定精度を格段に向上できる。なお本
発明は、レーザビーム源を光学素子、撮像素子および受
光素子を自機に設置し、光反射手段を目標地点に設置す
る場合と、光反射手段を自機に設置し、レーザビーム
源、光学素子、撮像素子および受光素子を目標地点に設
置する場合とに適用可能である。

【００１１】また本発明は、前記レーザビーム源、光学
素子、撮像素子および受光素子を含む計測ユニットの方
位角を２軸回りで調整する架台と、レーザビーム源の駆
動、光学素子の広り角制御、撮像素子の信号処理および
受光素子の信号処理を行う処理回路とを備えることを特
徴とする。本発明に従えば、レーザビーム源、光学素
子、撮像素子および受光素子は、一体的に２軸回りで調
整可能であるため、自機の姿勢に依存しないで測定光軸
を３次元の任意の方向に向けることができ、測定しなが
ら方位調整を行う自動追尾が可能になる。また、処理回
路では、レーザの駆動タイミングと撮像素子や受光素子
の信号処理タイミングとを関連付けたり、撮像素子や受
光素子の信号強度に基づいて、レーザビームの強度や広
がり角を調整したり、各種の信号処理が可能になる。

【００１２】また本発明は、前記撮像素子および受光素
子の受光側に、レーザビームの波長を中心波長とするバ
ンドパスフィルタを備えることを特徴とする。本発明に
従えば、バンドパスフィルタはレーザビームの波長を中
心とする所定の波長範囲の光を通過させるので、自然光
や人工光などの外乱光の影響を低減できるため、さらに
精度よく自機位置を特定することができる。

【００１３】また本発明は、前記レーザビームの波長
は、１．４μｍ〜２．０μｍの範囲に設定されることを
特徴とする。本発明に従えば、地上に多く存在する紫外
光、可視光、１．４μｍ未満の近赤外光の影響を回避で
き、しかも、この波長範囲で、水分子の吸収スペクトル
が存在するため、万が一人間の眼に入射したときでも、
水に吸収されて網膜には届かず安全（アイセーフ）であ
る。

【００１４】また本発明は、前記レーザビームの波長
は、１．９μｍ〜２．０μｍの範囲に設定されることを
特徴とする。本発明に従えば、１．９μｍ〜２．０μｍ
は水分子の吸収スペクトルの中でも光吸収率が比較的小
さくなる領域であるため、アイセーフを確保しつつ、大
気中の雨や霧の影響を回避することができる。

【００１５】また本発明は、所望の目標地点に光反射手
段を設置する工程と、広がり角を大きくしたレーザビー
ムを光反射手段に向けて発射する工程と、撮像素子を用
いて光反射手段からの戻り光を撮像して、光反射手段の
方向を検出する工程と、検出した光反射手段の方向に向
けて、広がり角を小さくしたレーザビームを発射する工
程と、受光素子を用いて光反射手段からの戻り光を受光
して、光反射手段との距離を計測するとともに、撮像素
子を用いて光反射手段の方向を検出する工程とを含むこ
とを特徴とする自機位置測定方法である。本発明に従え
ば、初めに広がり角の大きなレーザビームを発射して光
反射手段を撮像するので、このレーザビームが到達し得
る広いエリアから光反射手段を探索して、光反射手段の
方向を特定することができる。次に、特定した光反射手
段の方向に向けて、広がり角の小さなレーザビームを発
射するので、レーザビームを光反射手段に集中させて、
方向および距離を精度よく測定できる。このように、広
く探索した後にビームを集中させて測定するので、測定
時間を短縮できて、かつ測定精度を向上できる。また、
広がり角の小さなレーザビームを発射したとき、撮像素
子による方位測定と受光素子による距離測定を同時に行
うことによって測定タイミングを一致させることができ
る。

【００１６】また本発明は、前記撮像素子および受光素
子の受光側に、レーザビームの波長を中心波長とするバ
ンドパスフィルタを設けて、それぞれ撮像および受光を
行うことを特徴とする。本発明に従えば、自然光や人工
光などの外乱光を除去することができ、測定の精度をさ
らに向上できる。

【００１７】また本発明は、レーザビームの波長を１．
４μｍ〜２．０μｍの範囲に設定することを特徴とす
る。本発明に従えば、地上に多く存在する紫外光、可視
光、１．４μｍ未満の近赤外光の影響を回避でき、しか
も、水分子の吸収スペクトルが存在するため、アイセー
フである。

【００１８】また本発明は、レーザビームの波長を１．
９μｍ〜２．０μｍの範囲に設定することを特徴とす
る。本発明に従えば、１．９μｍ〜２．０μｍは水分子
の吸収スペクトルの中でも光吸収率が比較的小さくなる
領域であるため、アイセーフを確保しつつ、大気中の雨
や霧の影響を回避することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態を
示す構成図である。計測ユニット２を備えたヘリコプタ
１は、ビル３の屋上ヘリポートに着陸しようとしてい
る。ビル３の屋上ヘリポートには、光を反射するコーナ
キューブミラー４を予め設けている。着陸態勢に入った
ヘリコプタ１は、計測ユニット２からコーナキューブミ
ラー４に向けてパルスレーザビーム５を発射する。計測
ユニット２は、コーナキューブミラー４からの戻り光を
受けて自機位置を認識する。ヘリコプタ１は、自機位置
を認識しながら、所定の着陸経路６に沿って、自動的に
機体をヘリポートへ誘導する。

【００２０】図２は、本発明の実施の一形態の光学的構
成を示すブロック図である。レーザビーム源１１は、た
とえば半導体レーザや固体レーザなどで構成され、外部
からの駆動信号に応じてパルス幅１ｎｓｅｃ程度のパル
スレーザビーム５を発射する。ビーム整形器１２は、た
とえば焦点距離が異なる２枚のレンズから成るアフォー
カル光学素子であり、外部の制御信号に基づいてレンズ
間隔を任意に調整することによって、パルスレーザビー
ム５の広がり角を任意に調整できる。コーナキューブミ
ラー４は、入射したパルスレーザビーム５を進行方向と
反対方向に反射する。撮像素子１３は、たとえばＣＣＤ
（電荷結合素子）カメラなどで構成され、コーナキュー
ブミラー４からの戻り光の一部を受けて、２次元の画像
を撮像する。

【００２１】スタートトリガ部２３は、ビームスプリッ
タ２１および受光素子２２から成る。ビームスプリッタ
２１は、パルスレーザビーム５の一部を受光素子２２へ
反射して、受光素子２２は受光してスタートトリガ信号
を発生する。

【００２２】ストップトリガ部３１は、レンズ３３およ
び受光素子３４から成る。コーナキューブミラー４から
の戻り光の一部は、レンズ３３を通過して、受光素子３
４に受光される。受光素子３４からの信号は、コンパレ
ータ３５によって２値化され、ストップトリガ信号に変
換される。

【００２３】撮像素子１３およびストップトリガ部３１
の受光側には、それぞれバンドパスフィルタ１４，３２
が設けられており、パルスレーザビーム５の波長を中心
波長とする所定の波長範囲以外の光を遮断することによ
って、外乱光の影響を解消している。

【００２４】図３は、本発明の実施の一形態の電気的構
成を示すブロック図である。計測ユニットＩ／Ｆ（inte
rface）４１は、レーザドライバ４２、ビーム整形ドラ
イバ４９、画像処理ユニット４３およびＴＤＣ４４など
で構成される。レーザドライバ４２は、レーザビーム源
１１から出射されるパルスレーザビーム５の強度を変調
する。ビーム整形ドライバ４９は、ビーム整形器１２を
駆動してパルスレーザビーム５の広がり角を任意に制御
する。画像処理ユニット４３は、撮像素子１３からの画
像信号を処理する。すなわち、撮像素子１３が撮像した
画像には、コーナキューブミラー４の像が含まれてお
り、この像の画像内の相対位置を検出して、ヘリコプタ
１からコーナキューブミラー４への方向を特定する。Ｔ
ＤＣ（Timeto Digital Convertor）４４は、スタートト
リガ部２３の受光素子２２で発生したスタートトリガ信
号と、ストップトリガ部３１の受光素子３４で発生した
ストップトリガ信号とを受信して、両者の時間差を計測
する。この時間差は、すなわちパルスレーザビーム５の
往復時間であり、この往復時間に光の速度を乗算して２
で除算することによってヘリコプタ１とコーナキューブ
ミラー４との距離が特定される。

【００２５】飛行管理計算機（Flight Management Comp
uter；ＦＭＣ）４５は、所定の飛行経路に沿って自機を
誘導、案内する制御を行うためのもので、画像処理ユニ
ット４３が特定した方向データと、ＴＤＣ４４が特定し
た距離データとを受け取り、コーナキューブミラー４に
対するヘリコプタ１の相対的な３次元位置を認識する。

【００２６】一方、２軸架台４７は、ヘリコプタ１の機
体底部に計測ユニット２を配置して計測ユニット２の方
位角を２軸回りで調整する。計測ユニット２を３次元の
任意の方向に向けることができる。２軸方向モニタ４８
は機体に対する計測ユニット２の角度を飛行管理計算機
に出力する。上記の飛行管理計算機４５は、架台ドライ
バ４６にも指令信号を送り、２軸架台４７を駆動させ
る。

【００２７】図４は、本発明の実施の一形態の動作例を
示すフローチャートである。ここでは、ヘリコプタの着
陸支援に用いた例を示す。まず、予め所望の着陸地点、
たとえばビル３の屋上ヘリポートにコーナキューブミラ
ー４を配置しておく。ステップｓ１で、コーナキューブ
ミラー４を配置した着陸地点付近に向かう着陸経路に到
着する。次にステップｓ２では、図２、３に示す自機位
置測定装置を含む着陸支援装置のスイッチをオンにす
る。

【００２８】ステップｓ３では、ビーム整形ドライバ４
９はビーム整形器１２のパルスレーザビーム５の広がり
角を、たとえば９０度程度に大きく設定する。ステップ
ｓ４では、レーザドライバ４２は広がり角の大きいパル
スレーザビーム５をコーナキューブミラー４に向けて発
射する。パルスレーザビーム５は、コーナキューブミラ
ー４で反射して戻ってくる。ステップｓ５では、撮像素
子１３はコーナキューブミラー４からの戻り光を撮像し
て、２次元画像を得る。画像処理ユニット４３は、この
画像内に撮ったコーナキューブミラー４の像の重心やピ
ークの位置を計算して撮像素子１３の光軸を基準とした
コーナキューブミラー４の方向を検出する。なお、撮像
素子１３、パルスレーザビーム５、受光素子３１の各光
軸は互いに平行となるように配置されている。

【００２９】ステップｓ６では、架台ドライバ４６は２
軸架台４７を駆動して、計測ユニット２の方位角を調整
し、パルスレーザビーム５の光軸をステップｓ５で検出
したコーナキューブミラー４の方向に一致させる。ステ
ップｓ７では、ビーム整形ドライバ４９は、ビーム整形
器１２のパルスレーザビーム５の広がり角を、たとえば
１〜２ｍｒａｄ程度に小さく設定する。ステップｓ８で
は、レーザドライバ４２は、小さな広がり角のパルスレ
ーザビーム５を発射する。このとき、パルスレーザビー
ム５の一部はスタートトリガ部２３の受光素子２２で受
光され、スタートトリガ信号を発生する。コーナキュー
ブミラー４からの戻り光はストップトリガ部３１の受光
素子３４で受光され、同時に撮像素子１３で撮像され
る。受光素子３４からの信号はコンパレータ３５によっ
て変換されてストップトリガ信号が発生する。ステップ
ｓ９では、ＴＤＣ４４は、ステップｓ８のスタートトリ
ガ信号とストップトリガ信号との時間差を計測して、ヘ
リコプタ１とコーナキューブミラー４との距離を計算す
る。ステップｓ１０では、画像処理ユニット４３はステ
ップｓ８の撮像素子１３からの信号を基に、コーナキュ
ーブミラー４の方向を再び検出する。こうして、レーザ
ビームの広がり角を小さくして距離測定を行うための測
定精度が格段に向上する。

【００３０】ステップｓ１１では、飛行管理計算機４５
はステップｓ９で計算した距離とステップｓ１０で検出
した方向とから、２軸方向モニタの出力と自機のジャイ
ロセンサからの出力に基づいて、コーナキューブミラー
４を基準としたヘリコプタ１の位置の３次元座標を計算
する。ステップｓ１２では、飛行管理計算機４５は、こ
れよりも上位の管理装置である不図示のＦＣＣ（Flight
Controll Computer）内の誘導プログラムにステップｓ
１１の計算結果を渡し、ＦＣＣは誘導プログラムを用い
て、自機位置の座標を基に自動的に飛行を誘導する。

【００３１】ステップｓ１３では、目標とするコーナキ
ューブミラー４の方向が、計測ユニット２の測定光軸に
一致するかどうかを判断する。一致しない場合はステッ
プｓ１４へ進み、再び計測ユニット２の方向を調整し
て、計測ユニット２の光軸をコーナキューブミラー４の
方向に合わせ、ステップｓ１５へ進む。一致する場合
は、直接、ステップｓ１５へ進む。

【００３２】ステップｓ１５では、着陸支援装置による
ヘリコプタ１の誘導を終了するかどうかを判断する。終
了しない場合はステップｓ８へ戻り、位置測定を繰返
す。終了する場合はステップｓ１６へ進み、着陸または
ホバーリング状態で誘導を完了する。

【００３３】こうして、自機位置の測定を飛行と共に繰
り返し行うことで、着陸地点までヘリコプタ１を誘導す
ることができ、ホバリング時の高度保持を支援すること
もできる。

【００３４】ステップｓ４〜ステップｓ１６の処理の指
令は、ヘリコプタ１の操縦者が与えてもよいし、飛行管
理計算機４５が自動的に与えてもよい。

【００３５】なお、波長１．４μｍ〜２．０μｍのレー
ザビーム源１１としては、たとえばＨｏ（ホルミウム）
およびＴｍ（ツリウム）をドープしたＹＡＧ（YttriumA
luminium Garnet）レーザや、Ｅｒ（エルビウム）をド
ープしたＹＡＧレーザが使用可能である。

【００３６】パルスレーザビーム５の波長については、
１．４μｍ〜２．０μｍの波長範囲に設定されたレーザ
ビームを使用すると、地上に多く存在する紫外光、可視
光、１．４μｍ未満の近赤外光の影響を回避でき、しか
も、水分子の吸収スペクトルが存在するため、万が一人
間の眼に入射したときでも、水に吸収されて網膜には届
かず安全（アイセーフ）である。さらに、１．９μｍ〜
２．０μｍの波長範囲に設定したレーザビームを使用す
ると、１．９μｍ〜２．０μｍは水分子の吸収スペクト
ルの中でも光吸収率が比較的小さくなる領域であるた
め、アイセーフを確保しつつ、大気中の雨や霧の影響を
回避することができる。アイセーフなレーザなら発振出
力を大きくでき測定範囲を拡大することもできる。

【００３７】以上の説明において、パルスレーザの往復
時間を直接測定する構成を示したが、レーザビームを正
弦波状に強度変調して、コーナキューブミラー４からの
戻り光との位相差を検出する構成でもかまわない。

【００３８】また、撮像素子１３は、ＣＣＤカメラの他
にも光像の２次元位置情報が得られるものならば、４分
割フォトダイオードやＰＳＤ（光位置検出素子）が使用
可能である。受光素子２２および受光素子３４について
は、充分な時間分解能を得るために、高速で動作するＧ
ｅアバランシェフォトダイオードを使用するのが好まし
い。また、パルスレーザビーム５の波長が１μｍ以下の
ときはピンフォトダイオードを使用してもよい。

【００３９】ＴＤＣ４４の精度については、±０．１ｎ
ｓｅｃ〜±１ｎｓｅｃの時間分解能を有するため、精度
が±１ｎｓｅｃのとき、光速３０ｃｍ／ｎｓｅｃに対し
て、距離の測定精度は３０ｃｍ程度である。この精度
は、ビルの屋上に設置された小さなヘリポートに自動で
ヘリコプタを誘導するのに充分な精度である。

【００４０】コーナキューブミラー４および計測ユニッ
ト２の配置については、計測ユニット２をヘリポートに
配置し、コーナキューブミラー４をヘリコプタ１に配置
してもよい。また逆に、図１に示したように、計測ユニ
ット２をヘリコプタ１に配置し、コーナキューブミラー
４をヘリポートに配置してもよい。特に、図１の場合、
定期航路以外の用途、たとえば災害などの緊急出動時に
おいても、目標地点にコーナキューブミラー４を設置す
るだけでよく、きわめて簡便である。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、撮像した
画像から光反射手段の方向、すなわち角度θ、φを特定
でき、戻り光を受光して光反射手段までの距離、すなわ
ち半径ｒを計測できる。この特定された方向および距離
によって、光反射手段とレーザビーム源などとの相対的
な３次元位置が決定される。また、光反射手段の位置を
探索する場合には、捕捉エリアを拡大でき、光反射手段
の方向および距離を測定する場合には、測定精度を向上
できる。

【００４２】また本発明によれば、自機の姿勢に依存し
ないで測定光軸を３次元の任意の方向に向けることがで
き、測定しながら方位調整を行う自動追尾が可能にな
る。また、処理回路では、レーザの駆動タイミングと撮
像素子や受光素子の信号処理タイミングとを関連付けた
り、撮像素子や受光素子の信号強度に基づいて、レーザ
ビームの強度や広がり角を調整したり、各種の信号処理
が可能になる。

【００４３】また本発明によれば、万が一人間の眼に入
射したときでも、水に吸収されて網膜には届かず安全
（アイセーフ）である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す構成図である。

【図２】本発明の実施の一形態の光学的構成を示すブロ
ック図である。

【図３】本発明の実施の一形態の電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図４】本発明の実施の一形態の動作例を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ヘリコプタ２計測ユニット４コーナキューブミラー５パルスレーザビーム１１レーザビーム源１２ビーム整形器１３撮像素子１４、３２バンドパスフィルタ３４受光素子４５飛行管理計算機４７２軸架台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強度変調されたレーザビームを発射する
レーザビーム源と、レーザビームの広がり角を任意に制御するための光学素
子と、レーザビームを進行方向と反対方向に戻す光反射手段
と、光反射手段を撮像して、光反射手段の方向を検出するた
めの撮像素子と、光反射手段からの戻り光を受光して、光反射手段までの
距離を計測するための受光素子とを備えることを特徴と
する自機位置測定装置。
【請求項２】前記レーザビーム源、光学素子、撮像素
子および受光素子を含む計測ユニットの方位角を２軸回
りで調整する架台と、レーザビーム源の駆動、光学素子の広り角制御、撮像素
子の信号処理および受光素子の信号処理を行う処理回路
とを備えることを特徴とする請求項１記載の自機位置測
定装置。
【請求項３】前記撮像素子および受光素子の受光側
に、レーザビームの波長を中心波長とするバンドパスフ
ィルタを備えることを特徴とする請求項１記載の自機位
置測定装置。
【請求項４】前記レーザビームの波長は、１．４μｍ
〜２．０μｍの範囲に設定されることを特徴とする請求
項１記載の自機位置測定装置。
【請求項５】前記レーザビームの波長は、１．９μｍ
〜２．０μｍの範囲に設定されることを特徴とする請求
項１記載の自機位置測定装置。
【請求項６】所望の目標地点に光反射手段を設置する
工程と、広がり角を大きくしたレーザビームを光反射手段に向け
て発射する工程と、撮像素子を用いて光反射手段からの戻り光を撮像して、
光反射手段の方向を検出する工程と、検出した光反射手段の方向に向けて、広がり角を小さく
したレーザビームを発射する工程と、受光素子を用いて光反射手段からの戻り光を受光して、
光反射手段との距離を計測するとともに、撮像素子を用
いて光反射手段の方向を検出する工程とを含むことを特
徴とする自機位置測定方法。
【請求項７】前記撮像素子および受光素子の受光側
に、レーザビームの波長を中心波長とするバンドパスフ
ィルタを設けて、それぞれ撮像および受光を行うことを
特徴とする請求項６記載の自機位置測定方法。
【請求項８】レーザビームの波長を１．４μｍ〜２．
０μｍの範囲に設定することを特徴とする請求項６記載
の自機位置測定方法。
【請求項９】レーザビームの波長を１．９μｍ〜２．
０μｍの範囲に設定することを特徴とする請求項６記載
の自機位置測定方法。