JPS58201080A - 移動体の位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、移動体の位置検出方法に関し、特に、自動車
、船舶、航空機等の移動体の位置を自制的に測定し、移
動体の自動運航や自動走行等に有効に利用され得る移動
体の位置検出方法に関する。

従来に於ける移動体の位置検出方法としては電波を利用
したものが何種類か実用化されているが、これら電波を
利用した方法はいずれも装置が大掛りになり、どのよう
な場所でも容易に実施することが出来ないという欠点が
あった。

本発明はかかる実情に鑑みて、どのようガ場所でも容易
に実施可能なように、比較的簡素な装備で実現できる全
く新規な移動体の位置検出方法を提供することを目的と
する。

かかる目的を達成するために１本発明による移動体の位
置検出方法は、光線の直進性を利用して位置検出を行え
る様にしたものであって。

そのために、本願第１発明は、所定既知位置に順次異な
る方位に向けて光線を発射する光源を設け、移動体上に
回転する光線反射体を有する反射装置を設け、かつ、前
記所定既知位置とは異なる既知位置に、前記反射体の位
置を経由して光線を受光した時に受光信号を発信する受
光装置を設け、前記受光装置により光線受光信号が発信
された時点の光源による発光方位の信号。

ならびに、前記反射装置の反射体の基準方向からの回転
角の信号を取り込むことによって、移動体の位置を検出
することを特徴とする。

つまり、上記本発明の方法によれば、基本的に光線の直
進性を利用した三角測線である位置検出の自前化が、極
めて簡素な設備で実施可能とかり、従って、どのような
場所でも容易に実施できるという効果がある。　例えば
、前記光源を広大な農場の中央部の所定既知位置に設け
。

前記反射装置を移動体の移動範囲に見合った適当な既知
位置に設置することによって、より精度の高い位置検出
が可能であり、また、前記反射装置をひさつの光源の周
囲の適宜既知位置に設置することによって、唯一の光源
を設けるだけで互いに異なる移前範囲にある複数の移１
体の位置を同時に、かつ、精度良く検出することもでき
るので極めて経済的である。

本願第２発明は、前記第１発明を改良して。

移動体の位置のみならずその向きをも検出可能にしたも
のでお９て、所定既知位置に順次異なる方位に向けて光
線を発光する光源を設け、移動体上相異なる２箇所夫々
に回転する光線反射体を有する反射装置を設け、かつ、
前記所定既知位置とは異なる既知位置に、前記反射体の
位置を経由して光線を受光した時に受光信号を発信する
受光装置を設け、前記受光装置により光線受光信号が発
信された時点の光源による発光方位の信号、ならびに、
　Ｕｆｆｉ反射装置の反射体の回転角の信号を取込むこ
とによって、移動体の位置を検出することを特徴とする
。

つまり、この方法によれば、移動体の２箇所について位
置検出できるので、極めて簡易な設備で移動体の位置の
みならず向きをも同時に検出できるに至ったものである
。　又、２点の位置を測定できるものであるから１例え
ばこれらの２位置の平均をとることによって移動体の位
置測定を一層精度よく行なうこともできる。

以下１図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明方法の第１実施例を図解したものであっ
て、（１）は地上の所定既知位置（ＰＩに設けられたレ
ーザー光源、（２）は＃ｔＪ記所定既知位置（Ｐ）とは
別の既知位［ｆＱｌに設けられた受光装置、そして、（
３）は移動体（■である車輌上に設けられた反射装置（
３）であって、その未知位置は（Ｒ）で示されている。

レーザー光源（１）では、レーザー発光ダイオードＵ等
の発光体がモータ化によって鉛直方向軸芯周りに回転さ
せられて、レーザー光線を順次水平面内の異なる方位に
向けて発射すべ（構成されている。　　このモータｔｉ
２１Ｋ　ｕロータリエンコーダ１３１が連結されていて
、受光器ａ（２）の方位を基準としてレーザー光線の発
射方位（α）を検出する。

一方、未知位置■）にある移動体関上の反射装置（３）
には１電歪によって常に回転軸が鉛直方向を向（様に設
けられたモータＣ２１とその回転軸に固着された平面状
反射鏡から成る反射体（３１１が設けられている。　　
このモータ（２）にはロータリエンコーダ儲が連結され
ていて１反射体Ｃ３１＋の向きを車体の向きを基準とし
て検出する。

反射体Ｃ３１）はレーザー光線が照射した時の向きに上
ってレーザー光線を特定の向きに反射するので１反射光
がレーザー光源ｆｉ＋に戻った時のロータリエンコーダ
１３３）の出力と受光装置（２）に反射光が照射した時
のロータリエンコーダ０３）出力とから角度（Ｔ）が検
出される。　一方、レーザー光源［１１に於けるレーザ
ー光線の発射方位（α）は反射体（３１）での反射光が
レーザー光源ｉｌ＋に戻った時のロータリエンコーダ（
１３）の出力から検出される。

移動体間の代表点である反射体Ｃ１１）の位置（Ｒ）は
。

以上の（α）　、　（Ｔ）の測定結果より受光装置（２
）による受光角度（β）が算出できることによって、三
角測置の原理から容易に算出できるものである。

本実施例では上記の方法を実現させるために次の様々信
号の送受を行うものである。　　レーザー光源（１）の
受光器（１４１にレーザー光線が入射すると受光器財は
送信器０５１に受光信号を送る。

すると、送信器ｆ１５１　ｆｉロータリエンコーダ（１
３１の出力である角度（α）と受光器（１４１が受光し
たことを示す識別信号を発信する。　これら信号は移動
体Ｍ上の受信器代）で受信され演算制御部（３４）に与
えられると、この時、演算制御部Ｃ１４１Ｌ／ｉロータ
リエンコーダ（３３）の出力値（ｒ、）と角度（α）を
記憶する。

次に１反射体Ｃ（１）が回転し１反射光が受光装置（２
）に照射されると受光信号が受光装置（２）から送信器
（１５１に鍼１　前ｌｌ送られ、送信器（固から移動体
（■に信号が送信される。　移動体Ｍの演算制御部（財
）はこの信号によってロータリエンコーダ（ト）の出力
値（りを読み込み、前記（罵）と合わせて前記反射光の
方位（Ｔ）を求める。　その後、演算制御Ｓ（財）は前
記原理に基づき反射体Ｇ１１ｌの位置（Ｒ１を求め、所
定コースとこの位置ｔＲ）を比較して所定コースを走行
する様に走行制御を行う。

第２図は別の実施例を説明するものでおって。

既知位［ｔＱ）の受光装置（２）としてコーナキューブ
（釣を用いたものである。　コーナキューブ（２）１は
レーザー光線がどの方向から入射しても、その入射経路
を戻る様に反射するものであって、このコーナキューブ
（２ツにレーザー光線が照射するとその反射光はレーザ
ー光源（１）に戻り、受光器（１４１に受光される。　
よって受光器０４１が受光したときに、移動体＋Ｖ＋に
受光信号と角度（−）を送信することで、第１図の実施
例と同様に移動体Ｍの位置を検出できるものである。

第３図は更に別の実施例を説明するものであって１前記
したと同様の反射鏡が２つ移前体Ｍ上の相異なる位置に
設けられている。　これら２つの反射体ｃｌｌ）　、　
（１１５は、前記第１実施例同様モータ（支）によって
鉛直軸芯周りに回転し１両者は常に同一方向を向（と共
にその角度はロータリエンコーダ国によって検出される
ものである。

そして、既知位置（Ｑ）に設けられた受光装置（２）が
これら反射体Ｇｌｌ　、　Ｃ１ｆｉで反射光を受光した
時にレーザー光源のレーザー光線の発射方位（α）又は
（β）を示すロータリエンコーダ（１３１の出力と１反
射体Ｃｌ１ｌ　、　ｃｌｌ）の車体を基準とし向き角を
示すロータリエンコーダ關の出力を検出して移動体Ｍの
位置を検出するものである。

情報の通信方法は前記実施例と同様であるから、以下、
第４図を参照して算出方法の原理のみ述べる。

位置ＩＰＩにあるレーザー光源（１）からのレーザー光
線が移動体（■上の反射体Ｇｌｌ　、　ｃｌｌ）の一方
に照射してその反射光が既知位置ｆＱ）の受光装置（２
）に入射したとする。　この第１の反射体ｏｉ＋　、　
Ｃｌ力の位置を啓）とすると、この時、レーザー光線の
発光角（α）及び移動体Ｍに対する反射体（３１，３１
つの角度（〕がエンコーダによって測定され石。　次に
移動体Ｍがほとんど移動しない間に、レーザー光線の発
射方位が回転し、他方の反射体（３１，３’１つに照射
し、その反射光が受光装置（２）に照射すると、その時
の発射角度（β）及びＩｆｌＥ他方の反射体（３１，３
１つの角度（Φが同（飽に測定される。　今この第２の
反射体（３１，３１’）の位置を四とすると。

第４図に示す様にｔＰｉ点と（Ｑ点とを結ぶ直線をｚ軸
として（樽とｔＲｌの座標を次の様に求めることができ
る。

即ち、第４図に於て。

Ｒ１：　（ｒ１ＣＯＧα、　ｒ１６ｉｎ　ａ　）（Ａ） Ｒ２：　（ｒ２ｃＢｓβ、　ｒ２ｄｎβ）として （！１諺ａ−ｒ２（Ｃ１！Ｉｓβ）’＋　（ｒｌｓｉｎ
　ａ　−ｒ、　ｓｉｎβ）２＝ｒｔ　＋　ｒｚ　　２ｒ
１ｒｚｃＯ８（ａ−β）＝ｄ２−・−・・・−・−１ｌ
ｌおよび α“　＝Ａ　（α＋ａ’）　　、　　Ｉ３“＝％　（β
十β′）・・・・・・・・・・・・（２）なる関係が得
られる。

故に、ＰＱ＝７として、三角形ＰＱＲよ及び三角形ＰＱ
Ｒ２に正弦定理を適用すれば。

（α−α“）−（β−メ′） ＝Ｖ、Ｃα−’）−％（β−β′）＝　４−θ２　　・
・・・・・・・・・・・・・（５）が成立する。　式（
１）及び式（３）１式（４）９式（５）に於て未知数は
ｒｘ　＋　ｒｚ及びα′、ρ′の４つであり他は既知若
しくは測定される童であるからこれら４つの式から成る
方程式を解くことで車輌の位置が求められる。

即ち　　ｒ１＝ｆｔ　（α、β、θ１．へ）ｒ２＝ｆ、
（・、β、殆め） のマツプが得られこれよυ成因から座標は求まるもので
ある。

更に、改良した実施例としては、移動体ｆｉｌの位置を
測定するための受光装置（２）の設置位置（Ｑ）を変更
可能に構成することで、移動体（３）の走行コースに適
し九位置に受光装置（２）を設置できるようにしてもよ
い。　　これを実現する方法としては、＃ｒＪ記位置ｆ
Ｑ）　きは別の固定既知位置に設けた回転する反射体を
利用し、その反射体での反射光が受光器（２）に入ると
きの方位角から受光器の位置を検出すればよいのである
。　つまり、前記移１体の位置を求めたのとは逆に、移
動体の位置が既知とした場合に反射体の位置を求め石と
同じ方法を用いるものである。

以上、実施例では角度情報を電波を利用して口３ 送信、受信を行なっているが、光を変調することによっ
てその光に情報をのせることで全て光システムで構成す
ることもできる。

又、光源ｆｉ＋から絶えず角度情報を出力しておき、レ
ーザー光線を受光した時の情報を取込む様に構成しても
よい。

又、実施例ではレーザー光線を用いているがこれに代り
赤外線、可視光線、紫外線を利用してもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る移動体の位置検出方法の実施の態様
を例示し、第１図は第１実施例の説明図、第２図は別の
実施例の説明図、第３図は更に別の実施例の説明図、そ
して、第４図は計算原理の説明図でおる。 ｆｉ＋・・・・・・光源、（２）・・・・・・受光装置
、（幻・・・・・・コーナーキューブ、（３）・・・・
・・反射装置、　（３１１、（３１１・・・・・・反射
体、（Ｐ）・・・・・・所定既知位置、　（Ｑｌ・・・
・・・既知位置、（掲・・・・・・反射体の位置、（ト
）・・・・・・移動体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　移動体の位置検出方法であって、所定既知位置（Ｐ
   ｌに順次異なる方位に向けて光線を発光する光源＋１）
   を設け、移動体Ｍ上に回転する光線反射体（３１１を有
   する反射装置（３）を設け、かつ＃Ｉ記所定既知位置（
   Ｐｉとは異なる既知位置（（２）に前記反射体Ｃｌ１ｌ
   の位置（Ｒ１を経由して光線を受光した時に受光信号を
   発信する受光装置（２）を設け、＃７１記受光装置Ｉ＋
   ２１により光線受光信号が発信された時点の光＃Ｉ＋１
   １による発光方位の信号ならびに、前記反射装置（３）
   の反射体ｃｌ］）の基準方向からの回転角の信号を取り
   込むことによって、移動体（ト）の位置を検出すること
   を特徴とする移動体の位置検出方法。 ■　前記受光装置（２）における受光信号発信手段゛と
   して、入射経路を戻る様に光線を反射するコーナーキュ
   ーブ（圀を設け、このコーナーキューブ（２ツから前記
   レーザー光源（１）に戻る反射光を前記受光信号として
   利用することを特徴とする特許請求の範囲第０項に記載
   の方法。 ■　前記受光装置（２）を移動可能に構成すると共にま
   た別の固定位置に回転する反射体を設け。 この反射体によって前記受光装置（２）の既知位置（Ｑ
   ｌを検出した後に、この既知位置（Ｑ）の受光装置（２
   ）を用いて移動体（３）の位置検出を行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第０項又は第０項に記載の方法。 ■　移動体の位置検出方法であって、所定既知位置ｔｐ
   ）に順次異なる方位に向けて光線を発光する光源［１１
   を設け、移幼体Ｍ上相異なる２箇所夫々に回転する光線
   反射体Ｃ１１ｌ　、　Ｉ３乃を有する反射装置（３）を
   設け、かつ、前記所定既知位置（Ｐｌとは異なる既知位
   置（Ｑ）に、前記反射体Ｃｌ１ｌ　。 （財）の位置部、四を経由して光線を受光した時に受光
   信号を発信する受光装置（２）を設け、前記受光装置（
   ２）により光線受光信号が発信された時点の光源＋１１
   による発光方位の信号、ならびに、前記反射装置ｔａ）
   ｌ＋ｉの反射体Ｃ３１１、＠の回転角の信号を取込むこ
   とによって、移動体Ｍの位置を検出することを特徴とす
   る移動体の位置検出方法。 ■　前記受光装置（２）における受光信号発信手段とし
   て、入射経路を戻る様に光線を反射するコーナーキュー
   ブ（幻を設け、このコーナーキューブ（２すから前記光
   源（１）に戻る反射光を前記受光信号として利用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第０項に記載の方法。 ■　前記受光装置（２）を移前可能に構成すると共にま
   た別の固定位置に回転する反射体を設け、この反射体に
   よって前記受光装置（２）の既知位置（ＱＪを検出した
   後に、この既知位置ｆＱｌの受光装置（２）を用いて移
   動体（３）の位置検出を行うことを特徴とする特許請求
   の範囲第０項又は第０項に記載の方法。