JPH11230746A - 移動体の位置検出設備 - Google Patents
移動体の位置検出設備Info
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- JPH11230746A JPH11230746A JP10029006A JP2900698A JPH11230746A JP H11230746 A JPH11230746 A JP H11230746A JP 10029006 A JP10029006 A JP 10029006A JP 2900698 A JP2900698 A JP 2900698A JP H11230746 A JPH11230746 A JP H11230746A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、移動経路に沿った被検出体を必要
とせず、屋内／屋外で自由に移動する移動体において位
置を確認できる位置検出設備を提供する。 【解決手段】 エリア１に複数台の再帰型光反射体３を
設け、移動体２に、再帰型光反射体６と、回転しながら
全周に渡って水平に光線を照射し、光反射体３または他
の移動体２の光反射体６から再帰した光を検出する水平
回転レーザー装置８と、水平回転レーザー装置８の回転
角度を検出する角度検出手段と、光反射体６の座標デー
タを発信する発信手段と、他の移動体２から発信される
光反射体６の座標データを受信する受信手段と、第１光
反射体３と他の移動体２の第２光反射体６から再帰した
光を検出したときの水平回転レーザー装置８の回転角度
とこれら光反射体３，６の座標データにより、第２光反
射体６の座標を計測し、発信手段を介して発信する計測
手段とを備える。
とせず、屋内／屋外で自由に移動する移動体において位
置を確認できる位置検出設備を提供する。 【解決手段】 エリア１に複数台の再帰型光反射体３を
設け、移動体２に、再帰型光反射体６と、回転しながら
全周に渡って水平に光線を照射し、光反射体３または他
の移動体２の光反射体６から再帰した光を検出する水平
回転レーザー装置８と、水平回転レーザー装置８の回転
角度を検出する角度検出手段と、光反射体６の座標デー
タを発信する発信手段と、他の移動体２から発信される
光反射体６の座標データを受信する受信手段と、第１光
反射体３と他の移動体２の第２光反射体６から再帰した
光を検出したときの水平回転レーザー装置８の回転角度
とこれら光反射体３，６の座標データにより、第２光反
射体６の座標を計測し、発信手段を介して発信する計測
手段とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定エリア内を移
動する移動体の位置検出設備、特に広いエリアを移動す
る荷役装置において使用される位置検出設備に関するも
のである。
動する移動体の位置検出設備、特に広いエリアを移動す
る荷役装置において使用される位置検出設備に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、移動体の位置検出設備としては下
記の方式が知られている。ａ．被検出体による方式移動
体の移動経路に沿って、磁石や鏡などの被検出体を所定
間隔に設置し、移動体にこれら被検出体を検出する、近
接スイッチや光電スイッチなどからなる検出手段を設
け、検出した被検出体の数をカウントすることにより移
動経路に沿った位置を認識する。
記の方式が知られている。ａ．被検出体による方式移動
体の移動経路に沿って、磁石や鏡などの被検出体を所定
間隔に設置し、移動体にこれら被検出体を検出する、近
接スイッチや光電スイッチなどからなる検出手段を設
け、検出した被検出体の数をカウントすることにより移
動経路に沿った位置を認識する。
【０００３】ｂ．ＧＰＳによる方式 移動体にＧＰＳを設置し、自分の位置を認識する。 ｃ．自律方式 走行距離と進行方向を計測する手段を設け、進行方向と
走行距離を積算することによって自分の位置を算出す
る。
走行距離を積算することによって自分の位置を算出す
る。
【０００４】ｄ．光学方式 固定局から走査される光線を移動体に設けた光検出手段
で検出し、移動体の位置を測定する。
で検出し、移動体の位置を測定する。
【０００５】ｅ．放射能による方式 移動体に放射能を発生する物体を設け、外部において測
定された放射能の強度により自分の位置を認識する。
定された放射能の強度により自分の位置を認識する。
【０００６】ｆ．画像方式 エリアの平面画像を撮影し、画像処理により移動体の位
置を検出する。
置を検出する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記移動体の
位置検出設備において、被検出体による方式では、移動
経路が固定されてしまい、ランダムに移動する移動体に
対して対応できなかった。
位置検出設備において、被検出体による方式では、移動
経路が固定されてしまい、ランダムに移動する移動体に
対して対応できなかった。
【０００８】またＧＰＳによる方式では、屋内など衛星
の影に移動体の移動経路が入る場合に使用できず、また
高精度の位置計測のためには演算量が多く必要であり、
応答に時間がかかるという問題があった。
の影に移動体の移動経路が入る場合に使用できず、また
高精度の位置計測のためには演算量が多く必要であり、
応答に時間がかかるという問題があった。
【０００９】さらに自律方式では、累積誤差が生じるた
めに、何らかの位置補正手段を設けなければならないと
いう問題があった。さらに光学方式では、光線の直線性
のために、少しでも影に入ると測定することができなく
なるという問題があった。
めに、何らかの位置補正手段を設けなければならないと
いう問題があった。さらに光学方式では、光線の直線性
のために、少しでも影に入ると測定することができなく
なるという問題があった。
【００１０】また放射能による方式では、取扱いに免許
が必要であり、安全面で問題があった。さらに画像によ
る方式では、複雑な背景の中で、移動体を見いだすこと
が難しいという問題があった。
が必要であり、安全面で問題があった。さらに画像によ
る方式では、複雑な背景の中で、移動体を見いだすこと
が難しいという問題があった。
【００１１】そこで、本発明は、移動経路に沿った被検
出体を必要とせず、屋内／屋外で自由に移動する移動体
においてその位置を検出できる位置検出設備を提供する
ことを目的としたものである。
出体を必要とせず、屋内／屋外で自由に移動する移動体
においてその位置を検出できる位置検出設備を提供する
ことを目的としたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうち請求項１記載の発明は、所定エリ
ア内を移動する移動体の位置検出設備であって、前記エ
リアに、複数の再帰型の第１光反射体を設け、前記移動
体に、再帰型の第２光反射体と、回転しながら全周に渡
って水平に光線を照射し、この光線の前記第１光反射体
または他の移動体の前記第２光反射体から再帰した光を
検出する水平回転光線装置と、前記水平回転光線装置の
回転角度を検出する角度検出手段と、前記第２光反射体
の平面座標データを発信する発信手段と、前記他の移動
体から発信される、他の移動体の第２光反射体の平面座
標データを受信する受信手段と、前記水平回転光線装置
より照射できる光の照射範囲にある、前記第１光反射体
と前記受信手段により前記座標データを受信した他の移
動体の中から３台を選択し、これら選択した第１光反射
体と他の移動体の第２光反射体から再帰した光を前記水
平回転光線装置により検出したとき、前記角度検出手段
により検出される水平回転光線装置の回転角度を記憶
し、これら記憶した回転角度、および選択した第１光反
射体と他の移動体の第２光反射体の座標データにより、
水平回転光線装置の現在位置の平面座標を計測し、この
水平回転光線装置の平面座標より第２光反射体の平面座
標データを求め、前記発信手段を介して発信する計測手
段とを備えたことを特徴とするものである。
ために、本発明のうち請求項１記載の発明は、所定エリ
ア内を移動する移動体の位置検出設備であって、前記エ
リアに、複数の再帰型の第１光反射体を設け、前記移動
体に、再帰型の第２光反射体と、回転しながら全周に渡
って水平に光線を照射し、この光線の前記第１光反射体
または他の移動体の前記第２光反射体から再帰した光を
検出する水平回転光線装置と、前記水平回転光線装置の
回転角度を検出する角度検出手段と、前記第２光反射体
の平面座標データを発信する発信手段と、前記他の移動
体から発信される、他の移動体の第２光反射体の平面座
標データを受信する受信手段と、前記水平回転光線装置
より照射できる光の照射範囲にある、前記第１光反射体
と前記受信手段により前記座標データを受信した他の移
動体の中から３台を選択し、これら選択した第１光反射
体と他の移動体の第２光反射体から再帰した光を前記水
平回転光線装置により検出したとき、前記角度検出手段
により検出される水平回転光線装置の回転角度を記憶
し、これら記憶した回転角度、および選択した第１光反
射体と他の移動体の第２光反射体の座標データにより、
水平回転光線装置の現在位置の平面座標を計測し、この
水平回転光線装置の平面座標より第２光反射体の平面座
標データを求め、前記発信手段を介して発信する計測手
段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】上記構成により、光線の照射範囲内にあ
る、第１光反射体、他の移動体の中から３台が選択さ
れ、水平回転光線装置より全周囲に光線が照射され、前
記選択された第１光反射体、他の移動体の第２光反射体
から再帰した光が検出され、そのときの回転角度が検出
される。そして、これら回転角度と、前記選択された３
台の第１光反射体、他の移動体の第２光反射体の座標か
ら水平回転光線装置の現在位置の平面座標が計測され
る。この水平回転光線装置の現在位置の平面座標より第
２光反射体の平面座標が求められ、発信手段より他の移
動体に向けて発信される。
る、第１光反射体、他の移動体の中から３台が選択さ
れ、水平回転光線装置より全周囲に光線が照射され、前
記選択された第１光反射体、他の移動体の第２光反射体
から再帰した光が検出され、そのときの回転角度が検出
される。そして、これら回転角度と、前記選択された３
台の第１光反射体、他の移動体の第２光反射体の座標か
ら水平回転光線装置の現在位置の平面座標が計測され
る。この水平回転光線装置の現在位置の平面座標より第
２光反射体の平面座標が求められ、発信手段より他の移
動体に向けて発信される。
【００１４】また請求項２記載の発明は、上記請求項１
記載の発明であって、計測手段は、水平回転光線装置に
より照射できる光の照射範囲にある、前記第１光反射体
と他の移動体の内、前記第１光反射体を優先して選択す
ることを特徴とするものである。
記載の発明であって、計測手段は、水平回転光線装置に
より照射できる光の照射範囲にある、前記第１光反射体
と他の移動体の内、前記第１光反射体を優先して選択す
ることを特徴とするものである。
【００１５】上記構成により、固定して設置されている
第１光反射体の座標より、精度よく移動体の水平回転光
線装置の現在位置の平面座標が求められる。また請求項
３記載の発明は、上記請求項１の発明であって、移動体
は、第２光反射体と水平回転光線装置を同一平面座標上
に設置したことを特徴とするものである。
第１光反射体の座標より、精度よく移動体の水平回転光
線装置の現在位置の平面座標が求められる。また請求項
３記載の発明は、上記請求項１の発明であって、移動体
は、第２光反射体と水平回転光線装置を同一平面座標上
に設置したことを特徴とするものである。
【００１６】上記構成により、移動体の第２光反射体の
平面座標を、水平回転光線装置の平面座標より求める必
要がなくなる。
平面座標を、水平回転光線装置の平面座標より求める必
要がなくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態におけ
る移動体の位置検出設備を設けたエリアの平面図であ
る。
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態におけ
る移動体の位置検出設備を設けたエリアの平面図であ
る。
【００１８】図１において、１は移動体（たとえば、フ
ォークリフトや無人搬送車など）２が移動するエリア
（たとえば、倉庫や工場や港湾など）であり、このエリ
ア１の外周に、垂直面が開口した再帰型の第１光反射体
３を１台取り付けた柱４が、所定間隔で立設されてい
る。再帰型の光反射体３は、たとえばコーナキューブ
（コーナレフレクター）から形成される。コーナキュー
ブは、立方体の１つの角を切り取ったように互いに直交
する３つの平らな反射面で構成される三角錐形のプリズ
ムであり、入射した光線を３つの面で反射させた後、正
確に入射した方向に送り返す働きをする。
ォークリフトや無人搬送車など）２が移動するエリア
（たとえば、倉庫や工場や港湾など）であり、このエリ
ア１の外周に、垂直面が開口した再帰型の第１光反射体
３を１台取り付けた柱４が、所定間隔で立設されてい
る。再帰型の光反射体３は、たとえばコーナキューブ
（コーナレフレクター）から形成される。コーナキュー
ブは、立方体の１つの角を切り取ったように互いに直交
する３つの平らな反射面で構成される三角錐形のプリズ
ムであり、入射した光線を３つの面で反射させた後、正
確に入射した方向に送り返す働きをする。
【００１９】移動体２には、２台の再帰型の第２光反射
体６，７と、レーザー光線を発生し、このレーザー光線
を水平に全周に渡って照射し、第１光反射体３および他
の移動体２の第２の光反射体６，７から再帰した光を検
出する水平回転レーザー装置８と、水平回転レーザー装
置８の回転角度を検出する角度検出手段と、計測手段
と、送受信手段が備えられている。
体６，７と、レーザー光線を発生し、このレーザー光線
を水平に全周に渡って照射し、第１光反射体３および他
の移動体２の第２の光反射体６，７から再帰した光を検
出する水平回転レーザー装置８と、水平回転レーザー装
置８の回転角度を検出する角度検出手段と、計測手段
と、送受信手段が備えられている。
【００２０】図２に示すように、水平回転レーザー装置
８は、レーザー光線を垂直上方へ照射する半導体レーザ
11およびその駆動回路12と、半導体レーザ11から照射さ
れたレーザー光線を平行光線とするコリメータレンズ13
と、コリメータレンズ13から出射されたレーザー光線の
通路となる垂直な筒状の導管14と、この導管14が中心下
方に接続され、リング状の軸受15上に載置された筒体16
と、この筒体16内に配置された、導管14から導かれたレ
ーザー光線を水平な光線に屈折させ、筒体16の側面に設
けた窓部16Ａへ導く第１反射ミラー17と、この第１反射
ミラー17より導かれたレーザー光線を広げる凹レンズ18
と、前記導管14を中心に嵌合して導管14を回転する第１
プーリー19と、ＤＣモータ20と、ＤＣモータ20の駆動回
路21と、ＤＣモータ20の回転軸に直結された第２プーリ
ー22と、この第２プーリー22の回転力を第１プーリー19
へ伝達するベルト23と、前記第１反射ミラー17に対向し
て導管14外方に固定され、筒体16の窓部16Ａ、凹レンズ
18、および第１反射ミラー17を介して導かれた、柱４の
光反射体３および他の移動体２の光反射体６，７から再
帰した光を水平に屈折させる第２反射ミラー25と，この
第２反射ミラー25より導かれた光を収束する凸レンズ26
および干渉フィルタ27と、これら凸レンズ26および干渉
フィルタ27により収束した反射光を受光するフォトダイ
オード28と、このフォトダイオード28の受光信号により
光反射体３，６，７を検出する受光回路29とから構成さ
れている。
８は、レーザー光線を垂直上方へ照射する半導体レーザ
11およびその駆動回路12と、半導体レーザ11から照射さ
れたレーザー光線を平行光線とするコリメータレンズ13
と、コリメータレンズ13から出射されたレーザー光線の
通路となる垂直な筒状の導管14と、この導管14が中心下
方に接続され、リング状の軸受15上に載置された筒体16
と、この筒体16内に配置された、導管14から導かれたレ
ーザー光線を水平な光線に屈折させ、筒体16の側面に設
けた窓部16Ａへ導く第１反射ミラー17と、この第１反射
ミラー17より導かれたレーザー光線を広げる凹レンズ18
と、前記導管14を中心に嵌合して導管14を回転する第１
プーリー19と、ＤＣモータ20と、ＤＣモータ20の駆動回
路21と、ＤＣモータ20の回転軸に直結された第２プーリ
ー22と、この第２プーリー22の回転力を第１プーリー19
へ伝達するベルト23と、前記第１反射ミラー17に対向し
て導管14外方に固定され、筒体16の窓部16Ａ、凹レンズ
18、および第１反射ミラー17を介して導かれた、柱４の
光反射体３および他の移動体２の光反射体６，７から再
帰した光を水平に屈折させる第２反射ミラー25と，この
第２反射ミラー25より導かれた光を収束する凸レンズ26
および干渉フィルタ27と、これら凸レンズ26および干渉
フィルタ27により収束した反射光を受光するフォトダイ
オード28と、このフォトダイオード28の受光信号により
光反射体３，６，７を検出する受光回路29とから構成さ
れている。
【００２１】この構成により、半導体レーザ11から照射
されたレーザー光線はコリメータレンズ13により平行な
レーザー光線とされ、コリメータレンズ13の上方へ照射
される。ＤＣモータ20が駆動回路21により駆動される
と、ＤＣモータ20の回転力は第２プーリー22、ベルト2
3、第１プーリー19を介して導管14へ伝達され、導管14
が回転し、よって筒体16とともに第１反射ミラー17が回
転し、導管14内に照射されたレーザー光線は、第１反射
ミラー17の回転により、導管14の中心位置を中心として
移動体２の全周に、広がり角を有して照射される。上記
導管14の回転によって第１反射ミラー17とともに第２反
射ミラー25が回転し、第１反射ミラー17を介して導かれ
た光反射体３，６，７から再帰した光は、第２反射ミラ
ー25により凸レンズ26および干渉フィルタ27を介してフ
ォトダイオード28へ入射され、このフォトダイオード28
の受光信号により受光回路29により光反射体３，６，７
がそれぞれ検出される。すなわち、レーザー光線を照射
する第１反射ミラー17が、光反射体３，６，７に対向し
たとき、フォトダイオード28が光を検出し、受光回路29
により、光反射体３，６，７が検出される。
されたレーザー光線はコリメータレンズ13により平行な
レーザー光線とされ、コリメータレンズ13の上方へ照射
される。ＤＣモータ20が駆動回路21により駆動される
と、ＤＣモータ20の回転力は第２プーリー22、ベルト2
3、第１プーリー19を介して導管14へ伝達され、導管14
が回転し、よって筒体16とともに第１反射ミラー17が回
転し、導管14内に照射されたレーザー光線は、第１反射
ミラー17の回転により、導管14の中心位置を中心として
移動体２の全周に、広がり角を有して照射される。上記
導管14の回転によって第１反射ミラー17とともに第２反
射ミラー25が回転し、第１反射ミラー17を介して導かれ
た光反射体３，６，７から再帰した光は、第２反射ミラ
ー25により凸レンズ26および干渉フィルタ27を介してフ
ォトダイオード28へ入射され、このフォトダイオード28
の受光信号により受光回路29により光反射体３，６，７
がそれぞれ検出される。すなわち、レーザー光線を照射
する第１反射ミラー17が、光反射体３，６，７に対向し
たとき、フォトダイオード28が光を検出し、受光回路29
により、光反射体３，６，７が検出される。
【００２２】上記角度検出手段は、前記導管14に連結さ
れ、導管14の回転によりパルスを発生する第１エンコー
ダ31と、この第１エンコーダ31から出力されるパルス信
号を加算して進行方向を０°とする第１反射ミラー17の
回転角度（レーザー光線の照射角度）Θを計測し、受光
回路29により光反射体３，６，７が検出されたときの回
転角度Θを出力するミラー回転角度検出器32から構成さ
れている。
れ、導管14の回転によりパルスを発生する第１エンコー
ダ31と、この第１エンコーダ31から出力されるパルス信
号を加算して進行方向を０°とする第１反射ミラー17の
回転角度（レーザー光線の照射角度）Θを計測し、受光
回路29により光反射体３，６，７が検出されたときの回
転角度Θを出力するミラー回転角度検出器32から構成さ
れている。
【００２３】この構成により、受光回路29により光反射
体３，６，７が検出されたときの第１反射ミラー17の回
転角度（レーザー光線の照射角度）Θがミラー回転角度
検出器32により検出される。
体３，６，７が検出されたときの第１反射ミラー17の回
転角度（レーザー光線の照射角度）Θがミラー回転角度
検出器32により検出される。
【００２４】また上記光反射体６，７は、垂直面を開口
させて、水平回転レーザー装置８の筒体16の上下にそれ
ぞれ設置され、光反射体６，７と水平回転レーザー装置
８は同一平面座標としている。
させて、水平回転レーザー装置８の筒体16の上下にそれ
ぞれ設置され、光反射体６，７と水平回転レーザー装置
８は同一平面座標としている。
【００２５】この構成により、水平回転レーザー装置８
の第１反射ミラー17から広がりを有して水平方向に照射
された光は、上記柱４の光反射体３から再帰されるとと
もに、図３（ａ）（ｂ）に示すように、他の移動体２の
光反射体６，７から再帰されて、水平回転レーザー装置
８の受光回路29により検出される。
の第１反射ミラー17から広がりを有して水平方向に照射
された光は、上記柱４の光反射体３から再帰されるとと
もに、図３（ａ）（ｂ）に示すように、他の移動体２の
光反射体６，７から再帰されて、水平回転レーザー装置
８の受光回路29により検出される。
【００２６】また上記計測手段は、コンピュータからな
る演算処理部37と、第２光反射体６（７）の現在位置の
平面座標と移動体２の姿勢を記憶する第１記憶部38と、
前記各柱４の平面座標および他の各移動体２の第２光反
射体６（７）の現在位置の平面座標と移動体２の姿勢を
記憶する第２記憶部39から構成されている。詳細は後述
する。
る演算処理部37と、第２光反射体６（７）の現在位置の
平面座標と移動体２の姿勢を記憶する第１記憶部38と、
前記各柱４の平面座標および他の各移動体２の第２光反
射体６（７）の現在位置の平面座標と移動体２の姿勢を
記憶する第２記憶部39から構成されている。詳細は後述
する。
【００２７】また送受信手段は、アンテナ40と、ランダ
ムにタイミング信号を出力するランダムタイマ41と、こ
のランダムタイマ41のタイミング信号に応じて、第１記
憶部38に記憶されている移動体２の第２光反射体６
（７）の平面座標と姿勢、および移動体毎に設定された
識別番号からなるデータを電波で送信する送信回路42
と、アンテナ40により捕らえられた移動体２の電波を受
信し、電波に含まれる他の移動体２の第２光反射体６
（７）の平面座標と姿勢と識別番号からなるデータを検
出し、第２記憶部39に記憶された、検出された識別番号
の移動体２の第２光反射体６（７）の平面座標と姿勢の
データを更新する受信回路43とから構成されている。
ムにタイミング信号を出力するランダムタイマ41と、こ
のランダムタイマ41のタイミング信号に応じて、第１記
憶部38に記憶されている移動体２の第２光反射体６
（７）の平面座標と姿勢、および移動体毎に設定された
識別番号からなるデータを電波で送信する送信回路42
と、アンテナ40により捕らえられた移動体２の電波を受
信し、電波に含まれる他の移動体２の第２光反射体６
（７）の平面座標と姿勢と識別番号からなるデータを検
出し、第２記憶部39に記憶された、検出された識別番号
の移動体２の第２光反射体６（７）の平面座標と姿勢の
データを更新する受信回路43とから構成されている。
【００２８】この構成により、ランダムに移動体２の第
２光反射体６（７）の平面座標と姿勢および識別番号か
らなるデータを含む電波が、他の移動体２に向けて発信
され、他の移動体２の第２光反射体６（７）の平面座標
と姿勢と識別番号からなるデータを含む電波が受信さ
れ、第２記憶部39の、各移動体２の第２光反射体６
（７）の平面座標と姿勢のデータが更新される。
２光反射体６（７）の平面座標と姿勢および識別番号か
らなるデータを含む電波が、他の移動体２に向けて発信
され、他の移動体２の第２光反射体６（７）の平面座標
と姿勢と識別番号からなるデータを含む電波が受信さ
れ、第２記憶部39の、各移動体２の第２光反射体６
（７）の平面座標と姿勢のデータが更新される。
【００２９】上記演算処理部37における水平回転レーザ
ー装置８の現在位置の座標と移動体２の姿勢の演算方法
を図４により説明する。図４において、（Ｘｖ，Ｙｖ）
は水平回転レーザー装置８の現在位置の平面座標、ψは
移動体２のＸ軸からの姿勢角度、（Ｘ1 ，Ｙ1 ）、
（Ｘ2 ，Ｙ2 ）、（Ｘ3 ，Ｙ3 ）は３ヵ所（Ａ点、
Ｂ点、Ｃ点）の光反射体３（あるいは６，７）の座標で
ある。またＬ12はＡ点−Ｂ点間の距離、Ｌ13はＡ点−Ｃ
点間の距離、Θ1 はＡ点を検出したときの回転角度、
Θ2 はＢ点を検出したときの回転角度、Θ3 はＣ点を
検出したときの回転角度、ε1 はＡ点を原点としたＢ
点のＸ軸からの角度、ε2 はＡ点を原点としたＢ点−
Ｃ点間の角度である。
ー装置８の現在位置の座標と移動体２の姿勢の演算方法
を図４により説明する。図４において、（Ｘｖ，Ｙｖ）
は水平回転レーザー装置８の現在位置の平面座標、ψは
移動体２のＸ軸からの姿勢角度、（Ｘ1 ，Ｙ1 ）、
（Ｘ2 ，Ｙ2 ）、（Ｘ3 ，Ｙ3 ）は３ヵ所（Ａ点、
Ｂ点、Ｃ点）の光反射体３（あるいは６，７）の座標で
ある。またＬ12はＡ点−Ｂ点間の距離、Ｌ13はＡ点−Ｃ
点間の距離、Θ1 はＡ点を検出したときの回転角度、
Θ2 はＢ点を検出したときの回転角度、Θ3 はＣ点を
検出したときの回転角度、ε1 はＡ点を原点としたＢ
点のＸ軸からの角度、ε2 はＡ点を原点としたＢ点−
Ｃ点間の角度である。
【００３０】水平回転レーザー装置８の座標（Ｘｖ，Ｙ
ｖ）と移動体２の姿勢角度ψは次の式（１）〜（10）に
より求められる。（詳細は、「システムと制御」第29巻
第８号（1985）ｐ．553 〜560 参照。） Ｘｖ＝Ｘ1 ＋ｋ・（Ｑ2 −Ｑ1 ） …（１） Ｙｖ＝Ｙ1 −ｋ・（Ｐ2 −Ｐ1 ） …（２） ψ＝π−Θ1 ＋ｔａｎ-1｛（Ｙｖ−Ｙ1 ）／（Ｘｖ−Ｘ1 ）｝ …（３ ） ｋ＝２（Ｐ1 ・Ｑ2 −Ｐ2 ・Ｑ1 ） ／｛（Ｐ2 −Ｐ1 ）2 ＋（Ｑ2 −Ｑ1 ）2 ｝ …（４ ） Ｐ1 ＝Ｌ12・ｓｉｎ（α−ε1 ）／２ｓｉｎα …（５） Ｑ1 ＝Ｌ12・ｃｏｓ（α−ε1 ）／２ｓｉｎα …（６） Ｐ2 ＝Ｌ13・ｓｉｎ（α＋ε1 ＋ε2 ）／２ｓｉｎβ …（７） Ｑ2 ＝−Ｌ13・ｃｏｓ（α＋ε1 ＋ε2 ）／２ｓｉｎβ …（８） α＝Θ1 −Θ2 …（９） β＝Θ1 −Θ3 …（10） 求められた水平回転レーザー装置８の座標（Ｘｖ，Ｙ
ｖ）は、水平回転レーザー装置８と第２光反射体６
（７）が同一平面上にあることから、変換することな
く、第２光反射体６（７）の平面座標として第１記憶部
38へ出力され、同時に移動体２の姿勢角度ψが第１記憶
部38へ出力され、データが更新される。
ｖ）と移動体２の姿勢角度ψは次の式（１）〜（10）に
より求められる。（詳細は、「システムと制御」第29巻
第８号（1985）ｐ．553 〜560 参照。） Ｘｖ＝Ｘ1 ＋ｋ・（Ｑ2 −Ｑ1 ） …（１） Ｙｖ＝Ｙ1 −ｋ・（Ｐ2 −Ｐ1 ） …（２） ψ＝π−Θ1 ＋ｔａｎ-1｛（Ｙｖ−Ｙ1 ）／（Ｘｖ−Ｘ1 ）｝ …（３ ） ｋ＝２（Ｐ1 ・Ｑ2 −Ｐ2 ・Ｑ1 ） ／｛（Ｐ2 −Ｐ1 ）2 ＋（Ｑ2 −Ｑ1 ）2 ｝ …（４ ） Ｐ1 ＝Ｌ12・ｓｉｎ（α−ε1 ）／２ｓｉｎα …（５） Ｑ1 ＝Ｌ12・ｃｏｓ（α−ε1 ）／２ｓｉｎα …（６） Ｐ2 ＝Ｌ13・ｓｉｎ（α＋ε1 ＋ε2 ）／２ｓｉｎβ …（７） Ｑ2 ＝−Ｌ13・ｃｏｓ（α＋ε1 ＋ε2 ）／２ｓｉｎβ …（８） α＝Θ1 −Θ2 …（９） β＝Θ1 −Θ3 …（10） 求められた水平回転レーザー装置８の座標（Ｘｖ，Ｙ
ｖ）は、水平回転レーザー装置８と第２光反射体６
（７）が同一平面上にあることから、変換することな
く、第２光反射体６（７）の平面座標として第１記憶部
38へ出力され、同時に移動体２の姿勢角度ψが第１記憶
部38へ出力され、データが更新される。
【００３１】移動体２は、その照射するレーザー光線の
届く範囲（照射範囲；半径ｒ）が限定されていることか
ら、水平回転レーザー装置８の現在位置（Ｘｖ，Ｙｖ）
より前記半径ｒ内に、柱４または他の移動体２が有るか
どうかを確認する必要がある。図１に示すように、エリ
ア１の４隅では少なくとも３本の柱４が半径ｒの範囲に
あるように、柱４は設置されている。
届く範囲（照射範囲；半径ｒ）が限定されていることか
ら、水平回転レーザー装置８の現在位置（Ｘｖ，Ｙｖ）
より前記半径ｒ内に、柱４または他の移動体２が有るか
どうかを確認する必要がある。図１に示すように、エリ
ア１の４隅では少なくとも３本の柱４が半径ｒの範囲に
あるように、柱４は設置されている。
【００３２】上記演算処理部37における水平回転レーザ
ー装置８｛第２光反射体６（７）｝の現在位置の計測方
法を図５のフローチャートにより説明する。 （ステップ−１）第２記憶部39を検索して、水平回転レ
ーザー装置８の現在位置から半径ｒの光の照射範囲に、
柱４、すなわち光反射体３が３個以上あるかどうかを判
断する。 （ステップ−２）光反射体３が３個以上有るとき、３個
の光反射体３を選択する。 （ステップ−３）ステップ−１において、３個以上の光
反射体３が確認できないとき、第２記憶部39を検索し
て、他の移動体２の光反射体６（７）の座標が半径ｒの
光の照射範囲にあるかどうかを判断する。 （ステップ−４）合計３台の柱４と他の移動体２の組み
合わせによる光反射体３，６（７）、あるいは合計３台
の他の移動体２の光反射体６（７）を選択する。 （ステップ−５）選択した３つの光反射体３，６（７）
の座標と、移動体２の水平回転レーザー装置８の現在位
置の座標（Ｘｖ，Ｙｖ）と姿勢角度ψから推定される各
光反射体３，６（７）の推定回転角度を演算する。 （ステップ−６）ミラー回転角度検出器32により計測さ
れた水平回転レーザー装置８の実回転角度（レーザー光
線の照射角度）Θのうち、前記各推定回転角度に近い実
回転角度Θを求める。 （ステップ−７）これら３つの実回転角度Θと３個の光
反射体３，６（７）の座標とから上記演算方法により、
水平回転レーザー装置８の現在位置の座標（Ｘｖ，Ｙ
ｖ）と姿勢角度ψを演算する。 （ステップ−８）演算した座標（Ｘｖ，Ｙｖ）を第２光
反射体６（７）の座標として、姿勢角度ψとともに第１
記憶部38へ出力して更新する。
ー装置８｛第２光反射体６（７）｝の現在位置の計測方
法を図５のフローチャートにより説明する。 （ステップ−１）第２記憶部39を検索して、水平回転レ
ーザー装置８の現在位置から半径ｒの光の照射範囲に、
柱４、すなわち光反射体３が３個以上あるかどうかを判
断する。 （ステップ−２）光反射体３が３個以上有るとき、３個
の光反射体３を選択する。 （ステップ−３）ステップ−１において、３個以上の光
反射体３が確認できないとき、第２記憶部39を検索し
て、他の移動体２の光反射体６（７）の座標が半径ｒの
光の照射範囲にあるかどうかを判断する。 （ステップ−４）合計３台の柱４と他の移動体２の組み
合わせによる光反射体３，６（７）、あるいは合計３台
の他の移動体２の光反射体６（７）を選択する。 （ステップ−５）選択した３つの光反射体３，６（７）
の座標と、移動体２の水平回転レーザー装置８の現在位
置の座標（Ｘｖ，Ｙｖ）と姿勢角度ψから推定される各
光反射体３，６（７）の推定回転角度を演算する。 （ステップ−６）ミラー回転角度検出器32により計測さ
れた水平回転レーザー装置８の実回転角度（レーザー光
線の照射角度）Θのうち、前記各推定回転角度に近い実
回転角度Θを求める。 （ステップ−７）これら３つの実回転角度Θと３個の光
反射体３，６（７）の座標とから上記演算方法により、
水平回転レーザー装置８の現在位置の座標（Ｘｖ，Ｙ
ｖ）と姿勢角度ψを演算する。 （ステップ−８）演算した座標（Ｘｖ，Ｙｖ）を第２光
反射体６（７）の座標として、姿勢角度ψとともに第１
記憶部38へ出力して更新する。
【００３３】このように、移動体２は、第２光反射体６
（７）の現在位置の座標（Ｘｖ，Ｙｖ）と移動体２の姿
勢角度ψを演算により推定し、現在位置（Ｘｖ，Ｙｖ）
と姿勢角度ψを他の移動体２へ伝送することにより、固
定した外周の柱４の第１光反射体３へレーザー光線が届
かない移動体２であっても、エリア１内に存在する各移
動体２はそれぞれ、現在位置を検出することができ、よ
ってエリア１内での移動体２のフレキシブルな制御が可
能となる。
（７）の現在位置の座標（Ｘｖ，Ｙｖ）と移動体２の姿
勢角度ψを演算により推定し、現在位置（Ｘｖ，Ｙｖ）
と姿勢角度ψを他の移動体２へ伝送することにより、固
定した外周の柱４の第１光反射体３へレーザー光線が届
かない移動体２であっても、エリア１内に存在する各移
動体２はそれぞれ、現在位置を検出することができ、よ
ってエリア１内での移動体２のフレキシブルな制御が可
能となる。
【００３４】またエリア１の内部に、第１光反射体３を
取り付けた柱４を設置する必要がなくなるため、エリア
のスペースを有効に利用でき、また移動体２の衝突事故
を防止することができる。また第１光反射体３を取り付
けた柱４の数を少なくすることができる。
取り付けた柱４を設置する必要がなくなるため、エリア
のスペースを有効に利用でき、また移動体２の衝突事故
を防止することができる。また第１光反射体３を取り付
けた柱４の数を少なくすることができる。
【００３５】また伝送に使用される電波はランダムに発
信されるため、各移動体２から発信される電波が干渉す
る比率は極めて小さく、よってエリア１に存在する移動
体２はその位置を精度よく測定することができる。
信されるため、各移動体２から発信される電波が干渉す
る比率は極めて小さく、よってエリア１に存在する移動
体２はその位置を精度よく測定することができる。
【００３６】なお、上記実施の形態では、水平回転レー
ザー装置８と光反射体６，７を同一の平面座標上に設置
して演算を簡略化しているが、図６に示すように、水平
回転レーザー装置８と光反射体６（７）を別の平面座標
に設置することもできる。このとき、他の移動体２へ発
信する光反射体６（７）の座標を、水平回転レーザー装
置８の現在位置（Ｘｖ，Ｙｖ）と移動体２の姿勢角度ψ
からを求める必要がある。姿勢角度ψ上に光反射体６
（７）があるとき、光反射体６（７）の座標（Ｘr ，
Ｙr ）は、水平回転レーザー装置８と光反射体６
（７）間の距離をＳとすると、 Ｘr ＝Ｘｖ＋Ｓcos Θ Ｙr ＝Ｙｖ＋Ｓsin Θ で求められる。この座標を発信する。またこのとき、図
７に示すように、光反射体６，７の間をレーザー光線が
通り抜けるように、光反射体６，７を配置する必要があ
る。
ザー装置８と光反射体６，７を同一の平面座標上に設置
して演算を簡略化しているが、図６に示すように、水平
回転レーザー装置８と光反射体６（７）を別の平面座標
に設置することもできる。このとき、他の移動体２へ発
信する光反射体６（７）の座標を、水平回転レーザー装
置８の現在位置（Ｘｖ，Ｙｖ）と移動体２の姿勢角度ψ
からを求める必要がある。姿勢角度ψ上に光反射体６
（７）があるとき、光反射体６（７）の座標（Ｘr ，
Ｙr ）は、水平回転レーザー装置８と光反射体６
（７）間の距離をＳとすると、 Ｘr ＝Ｘｖ＋Ｓcos Θ Ｙr ＝Ｙｖ＋Ｓsin Θ で求められる。この座標を発信する。またこのとき、図
７に示すように、光反射体６，７の間をレーザー光線が
通り抜けるように、光反射体６，７を配置する必要があ
る。
【００３７】また上記図５のステップ−６において、推
定回転角度に近い実回転角度が無いとき、実データを誤
データと判断して、測定を中止し、警報を発するように
することもできる。
定回転角度に近い実回転角度が無いとき、実データを誤
データと判断して、測定を中止し、警報を発するように
することもできる。
【００３８】また、レーザー光線を使用しているが、レ
ーザー光線に限らず、直進性のある光線であればよい。
また図１では再帰型の第１光反射体３をエリア１の外周
に配置しているが、必ずしも外周に配置する必要はな
く、図８に示すように、エリア１内に設置可能な柱や壁
があればそこに設置することも可能である。また所定エ
リア１は、図１に示すような柱３に囲まれたエリアでな
くてもよく、図８に示すように、柱３に囲まれたエリア
より広がった拡張エリア１’でも移動体２は現在位置を
検出することができ、移動体１が移動する所定エリアと
することができる。
ーザー光線に限らず、直進性のある光線であればよい。
また図１では再帰型の第１光反射体３をエリア１の外周
に配置しているが、必ずしも外周に配置する必要はな
く、図８に示すように、エリア１内に設置可能な柱や壁
があればそこに設置することも可能である。また所定エ
リア１は、図１に示すような柱３に囲まれたエリアでな
くてもよく、図８に示すように、柱３に囲まれたエリア
より広がった拡張エリア１’でも移動体２は現在位置を
検出することができ、移動体１が移動する所定エリアと
することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、外周
に設置した第１光反射体へ光線が届かない移動体であっ
ても、エリア内に存在する各移動体はそれぞれ、現在位
置を検出することができる。よって、エリア内での移動
体のフレキシブルな制御が可能となる。
に設置した第１光反射体へ光線が届かない移動体であっ
ても、エリア内に存在する各移動体はそれぞれ、現在位
置を検出することができる。よって、エリア内での移動
体のフレキシブルな制御が可能となる。
【図１】本発明の実施の形態における移動体の位置検出
設備を備えたエリアの平面図である。
設備を備えたエリアの平面図である。
【図２】同移動体の位置検出設備の構成図である。
【図３】同移動体の位置検出設備の移動体における光反
射体の説明図である。
射体の説明図である。
【図４】同移動体の位置検出設備の移動体における位置
演算方法の説明図である。
演算方法の説明図である。
【図５】同移動体の位置検出設備の移動体における位置
演算方法を説明するフローチャートである。
演算方法を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態における移動体の位置
検出設備の移動体の説明図である。
検出設備の移動体の説明図である。
【図７】同移動体の位置検出設備の移動体における光反
射体の説明図である。
射体の説明図である。
【図８】本発明の他の実施の形態における移動体の位置
検出設備を備えたエリアの平面図である。
検出設備を備えたエリアの平面図である。
１ エリア １’ 拡張エリア ２ 移動体 ３ 再帰型光反射体 ４ 柱 ６，７ 再帰型光反射体 ８ 水平回転レーザー装置（水平回転光線装置） 11 半導体レーザ 13 コリメータレンズ 14 導管 16 筒体 17，25 反射ミラー 19，22 プーリー 20 ＤＣモータ 23 ベルト 27 干渉フィルタ 28 フォトトランジスタ 29 受光回路 31 エンコーダ 32 回転角度検出器 37 演算処理部 38 第１記憶部 39 第２記憶部 40 アンテナ 42 送信回路 43 受信回路 Ａ，Ｂ，Ｃ 光反射体の位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下田 洋敏 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 中村 陽一郎 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 井漕 好博 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 大吉 一成 大阪府大阪市西区京町堀１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内 (72)発明者 楢崎 久俊 大阪府大阪市西区京町堀１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 所定エリア内を移動する移動体の位置検
出設備であって、 前記エリアに、複数の再帰型の第１光反射体を設け、 前記移動体に、 再帰型の第２光反射体と、 回転しながら全周に渡って水平に光線を照射し、この光
線の前記第１光反射体または他の移動体の前記第２光反
射体から再帰した光を検出する水平回転光線装置と、 前記水平回転光線装置の回転角度を検出する角度検出手
段と、 前記第２光反射体の平面座標データを発信する発信手段
と、 前記他の移動体から発信される、他の移動体の第２光反
射体の平面座標データを受信する受信手段と、 前記水平回転光線装置より照射できる光の照射範囲にあ
る、前記第１光反射体と前記受信手段により前記座標デ
ータを受信した他の移動体の中から３台を選択し、これ
ら選択した第１光反射体と他の移動体の第２光反射体か
ら再帰した光を前記水平回転光線装置により検出したと
き、前記角度検出手段により検出される水平回転光線装
置の回転角度を記憶し、これら記憶した回転角度、およ
び選択した第１光反射体と他の移動体の第２光反射体の
座標データにより、水平回転光線装置の現在位置の平面
座標を計測し、この水平回転光線装置の平面座標より第
２光反射体の平面座標データを求め、前記発信手段を介
して発信する計測手段と、を備えたことを特徴とする移
動体の位置検出設備。 - 【請求項２】 計測手段は、水平回転光線装置により照
射できる光の照射範囲にある、前記第１光反射体と他の
移動体の内、前記第１光反射体を優先して選択すること
を特徴とする請求項１記載の移動体の位置検出設備。 - 【請求項３】 移動体は、第２光反射体と水平回転光線
装置を同一平面座標上に設置したこと、を特徴とする請
求項１記載の移動体の位置検出設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02900698A JP3784165B2 (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 移動体の位置検出設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02900698A JP3784165B2 (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 移動体の位置検出設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230746A true JPH11230746A (ja) | 1999-08-27 |
| JP3784165B2 JP3784165B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=12264329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02900698A Expired - Fee Related JP3784165B2 (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 移動体の位置検出設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3784165B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100785783B1 (ko) | 2005-12-08 | 2007-12-18 | 한국전자통신연구원 | 실내에서 이동 로봇의 위치 파악 방법 및 장치 |
| KR100809533B1 (ko) | 2006-09-21 | 2008-03-04 | 삼성중공업 주식회사 | 공간의 정밀 계측을 위한 글로벌 좌표 생성방법 |
| KR100915042B1 (ko) * | 2007-09-12 | 2009-09-02 | 삼성중공업 주식회사 | 공작물의 곡면 정합 방법 |
| JP2012008114A (ja) * | 2009-12-25 | 2012-01-12 | Honda Motor Co Ltd | 測定装置、位置測定システム、測定方法、較正方法及びプログラム |
| CN111399496A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 移动体系统、以及控制方法 |
-
1998
- 1998-02-12 JP JP02900698A patent/JP3784165B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100785783B1 (ko) | 2005-12-08 | 2007-12-18 | 한국전자통신연구원 | 실내에서 이동 로봇의 위치 파악 방법 및 장치 |
| KR100809533B1 (ko) | 2006-09-21 | 2008-03-04 | 삼성중공업 주식회사 | 공간의 정밀 계측을 위한 글로벌 좌표 생성방법 |
| WO2008035952A1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-03-27 | Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. | Global coordinate creation method for precision measurement of hollow frame |
| US7893874B2 (en) | 2006-09-21 | 2011-02-22 | Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. | Global coordinate creation method for precision measurement of hollow frame |
| KR100915042B1 (ko) * | 2007-09-12 | 2009-09-02 | 삼성중공업 주식회사 | 공작물의 곡면 정합 방법 |
| JP2012008114A (ja) * | 2009-12-25 | 2012-01-12 | Honda Motor Co Ltd | 測定装置、位置測定システム、測定方法、較正方法及びプログラム |
| CN111399496A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 移动体系统、以及控制方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3784165B2 (ja) | 2006-06-07 |
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