JPS5984172A - 光ビ−ムを利用した移動体の追尾式誘導ならびに情報伝達装置 - 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】 本発明は光ビームを利用した移動体の追尾式誘導ならび
に情報伝達装置に関し、特に所要経路を移動する移動体
に追尾して光ビームを照射し得るようにしたことにより
情報伝達の効率を向上させた光ビームを利用した移動体
の追尾式誘導ならびに情報伝達装置を提案したものであ
る。

本発明者は以前より、例えは無人搬送車の如き地上移動
体を誘導走行させる技術として、光ビームを走査するこ
とにより得られる経路に沿って、前記地上移動体を誘導
走行させる技術研究の成果を特許出願している（特願昭
５５−１４１３０６）。

しかして今日、光ビームを走査することに基づいて地上
移動体を単に誘導走行させるだけでなく、地上移動体に
例えば速度制御指令、停止又（Ｊ発進指令、行先番地指
令等の各種の制御指令を伝達することが要請されるばか
りでなく、山火事、化学プラントの火災現場等の危険場
所の写真撮影等の作業を行う為に無人の空中移動体に対
する簡易な誘導ならびに情報伝達装置の出現が望まれて
いた。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ一〕で、
反射手段により反射された光ビームが所定の反射経路を
逸脱しないようにして、地上移動体及び空中移動体を含
む移動体に追尾して光ビームを照射し得る光ビームを利
用した移動体の追尾式誘導ならひに情報伝達装置６を提
供することを目的とする。

以下、本発明に係る光ビームを利用した移動体の追尾式
誘導ならびに情報伝達装置（以下「本発明袋ｈ」という
）の一実施例について図面とともに説明する。

第１図は本発明装置の構成を示す説明図である。

本発明装置は光ビーム発生装置としての長手方向一端部
からレーザビームＬＢを発射するレーザビーム発生装置
１と、反射追尾袋「２と、移動体としての例えば空中移
動体３に取付けられた反射手段としてのコーナキューブ
４と、反射光ビーム検出手段としての例えば太陽電池よ
りなるレーザビーム検出器５ａ、５ｂ、５Ｃ１５ｄ等か
ら構成されている。

レーザビーム発生装置１はレーザビームＬＢを例えば略
本平方ｒｒ＋ｌこ発射するように配設されており、レー
ザビームＬＢは反射追尾装置２の反射鏡２ｊで反射され
る。反射されたレーザビームＬＢ’は後述の如く反射鏡
２１の二軸回動により三次元空間を掃引′４−ると共に
空中移動体３の下面に配設されているコーナキューブ４
からの再反ル１光をレーザビーム検出器５ａ、５１）、
５（，５ｃｔのいずれかが受信すればレーザビームＬＢ
’は後述の如く空中移動体３を捕捉追尾する。

第２図は反射追尾装置を示す斜視図である。

２１は円形の反射鏡であり、円筒形ミラ一台２２の半円
筒形に加工さジ１か平面部に添着されている。

このミラ一台２２はステップモータ２３によって矢印Ａ
の方向に反射鏡２１の反射面を通る水平軸を中心に回動
する。又前記ステップモータ２３はＬ形金具別を介して
架台２６に取付りられたステップモータ加によって水平
面内で矢印Ｂの方１１旧こ回動するが、回動軸たる垂偵
軸は前記反射鏡２１の略中心部を通るとともに前記水平
軸を直交する如く位置決めされている。

第３図は移動体の追尾方法を説明する為の斜視図である
。

レーザビーム発生器１から発射さ第１たレーザビ−ムＬ
Ｂは前記のステップモータ２３及び２５によってＡ及び
Ｂで示す矢印方向に回動する反射鏡２１で反射されるの
で反射ビームＬＢ’は三次元空間を掃引することとなる
。一方コーナキューブ４は前述の如くを中移動体３の下
面に取付けられて空間を移動しているが、前記反射ビー
ムＬＢ’が入射すると、反射ビームＬＢ’はコーナキュ
ーブの内部で反射を繰返して、入射経路とほぼ同経路に
向って再反射されるので、再び反射鏡２１で反射してレ
ーザビーム発生装置１に帰ってくる。

１ノ−ザビーム発生装置１の前面には４個の短櫛形状の
し７ザヒ一ム検出器５ｍ、　５ｂ１５ｃ、５ｄがレーザ
ビーム発射口を取囲む如く配設さ１１ており、前述の帰
って来た再反射ビームＬＩ３”か」−記のレーザビーム
検出器のいずれかに入射すると反射ビームＬＢ′の掃引
は停止され、帰還ビームが上記レーザビー１・検出器５
ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで囲まれた内部に入射する様に後
述の制御回路で駆動されるステップモータ２３及び２５
により反射鏡２１の角度が制御される。

従って空中移動体の移動にともなってコーナキューブ４
が移動しても前述の如く反射鏡、２１の角度制御が行わ
れ、レーザビームで空中移動体を追尾することができる
。

第４図は、本発明に係る追尾式誘導ならびに情報伝達装
置のブロックダイヤグラムである。

Ｇは地上に設置される追尾式誘導装置であり、レーザビ
ーム発生装置はレーザ発生器１０１と変調器】０２より
成りレーザビームＬＢが反射＃１２１により空間に向っ
て反射される。一方、反射鏡２１はパルス発生回路２０
３からパルスでそれぞれ付勢されたモータ駆動回路２０
１．２囮で駆動さ４するステップモータ２３．２５によ
って上下、左右に回動し、反射したレーザビームＬＢ’
を空間に対して掃引することとなるが、最初は掃引信号
発生回路からの角度信号かリレー回路２０４を介して、
前記のモータ駆動回路２０１，２０２に入力される為に
レーザビームＬＢ’は予め設定された範囲の空間を掃引
捜索することとなる。

捜索の結果、レーザビームＬＢ’が空中移動体３に装着
されているコーナキューブ４に入射するとレーザビーム
はコーナキューブ内で反射を繰返して入射経路とほぼ同
経路に向って再反射ビームＬＢ″とじて射出され、再び
反射鏡２１で反射してレーザビーム発生装置１の前面に
入射する。

この場合、前記のレーザビーム検出器５ａ、５ｂ、５Ｃ
１５ｄのいずれかに上記の再反射ビームＬＩ３”が入射
すれば、電気信号に変換され増幅器５０１で増幅された
後リレー回路２０４を駆動してモータ駆動回路２０１，
２０２への入力回路を掃引信号回路２０５から追尾信号
発生回路１０６へと切替え、捜索の為の掃引は停止され
る。

又前記増幅器５０１からの出力信号は追尾方向弁別回路
１０７へも入力され、こξで再反射ビームＩ７「がいず
わのレーザビーム検出器に入射したかを判別し、前述の
如く４個のレーザビーム検出器で形成されている井桁形
状の内部にレーザビームＬ　Ｂ　／／を常に入射させる
べく反射鏡２１を回動すべき方向、角度を決定し、追尾
信号発生回路１０６を駆動し、リレー回路２０４．モー
タ駆動回路２０１，２０２を介してステップモータ２３
．２５を制御することによりレーザビームＬＢ’によっ
てコーナキューブ４を捕捉追尾する。

尚地上と空中移動体の間で情報伝達か必要な場合は伝達
すべき情報を変調信号発生回路１０３により符号化し変
調器１０２を介してレーザビームを変調し、空中移動体
３に送る。

空中移動体３に於てはコーナキューブ４に入射したレー
ザビームの一部をコーナキューブのハーフミラ一部より
取り出し、レーザ検出器４０１により電気信号に変換し
た後、増幅器４０２、また調器／Ｉ０３イハ号処理回路
４０４、モータ駆動回路４０５を通してサーボモータ４
０６を駆動して所望の機構を作動させる。

即ち本実施例の如く無人ヘリコプタ−の操縦を行う場合
には例えばスロットル、主ロータのコレクティブピッヂ
角、回転面傾度、テールローターピッチ角のそれぞれを
制御するサーボモータを駆動すべき信号でレーザビーム
を変調して伝送することとなる。

次に空中移動体の状況を地上で読み取る場合には図示し
ない各種セン→Ｊ・−からの信号を変調信号発生回路４
０８で符号化し、後述の変調時間制御回路４０７を介し
て変調器４０９を駆動し、再反射レーザビーム■、　Ｂ
　／　／を変調し地上に送り帰す。

この場合情報伝送に使用されるキャリヤーたるレーザビ
ームは一本であるので、空中移動体に於りる変調は地」
二からの時分割等により変調されて送られてくるレーザ
ビームの無変調時に割り込んで地上に送るべき信号で変
調しなければならない。

従って前記の変調時間制御回路４０７に於て前記信号処
理回路４０４からの信号に基づいて前記の割り込みが行
われる。

上記の如く空中移゛動体に於て変調された再反射レーザ
ビームＬ　Ｂ　／　／は反射鏡２１で反射する時、その
一部がハーフミラ一部から取り出され、レーザビームＬ
Ｂ″′としてレーザ検出器５００で１１３．気信号に変
換され、増幅器５０２、復調器５０３、信号処理回路５
０４を介して表示器５０５に表示され、地上に於て空中
移動体の状況を読み取ることができる。

また上述の実施例では光ビームとしてレーザビームＬＢ
を用いることとしたがこれに限ることなく、赤夕目１＋
ｊビーム、可視光ビームなどを用いることとしても同様
の効果か得られること（Ｊ勿論である。

更に、上述の実施例ではレーザビーム検出器として太陽
電池を用いたが、これに限ることなくリニアダイオード
アレー、光電セルＣｄｓなどを用いてもよいことは勿論
である。

また、上記実施例では移動体として空中移動体３を用い
た場合について述べたが、これに限ることはなく地」−
移動体てあ−っでもよい。

尚不実施例に於ては反射鏡２」を回動させる方法として
スデップモータ２３．５に直結して行ったか、これに限
ることはなく、適宜なリンク機構を介して回動させるこ
とも勿論可能である。

本発明は上述の如く地上移動体のみならす空中移動体に
対しても簡易な方法で、しかも高精度に追尾誘導ならび
に情報の伝達をなし得る利点を有する。

第１図は本発明装置の構成を示す説明図、第２図は反射
装置を示す斜視図、第３図は移動体の追尾方法を説明す
る斜視図、第４図は追尾式誘導ならひに情報伝達装置ｔ
４°のブロックタイヤダラムである。

１・・・レーザビーム発生装置、２・・・反射装置、３
・・・空中移動体、４・・・コーナーキューフ。

特許出願人　日立機電工業株式会社 代理人弁理士大西孝治 第１図 第２図 ＬＢ″

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （月　光ビームを発射する光ビーム発生装置と、発射さ
   れた光ビームを反射して移動体を追尾、照射ゼしめる反
   射追尾装Ｆｔと、前記移動体に取伺けられるとともに入
   射した前記光ビームをその入射方向と同一方向に再反射
   する反射手段と、該反射手段により再反射された光ビー
   ムの通過域の近傍に配されるとともに反射手段により再
   反射された光ビームの反射方向が所定の反射方向を逸脱
   しようとすることを検出して検出信号を出力する光ビー
   ム検出手段と、前記検出信号を処理して反射追尾装置を
   制御する駆動制御器とを具備しており、且つ前記光ビー
   ム発生装置は変調器を内蔵しており。 この変調器により所望の情報を変調し、ｉＱ記記動動体
   情報を伝達すると共に前記移動体の状況を地−にで読み
   取り得る如く構成したことを特徴とする光ビームを利用
   した移動体の追尾式誘導ならびに情報伝達装置。 （２）上記光ビーム発生装置はレーザビーム発生装置で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ビ
   ームを利用した移動体の追尾式誘導ならびに情報伝達装
   置。 ＋３＋　　ｊｔニー記反射手段はコーナキューブである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１頌記載の光ビーム
   を利用した移動体の追尾式誘導ならびに情報伝達装置。 （４）上記光ビーム検出手段は、光ビーム発生装置の近
   傍において検知面を反射装置側に向けて光ビームの通過
   経路を囲むように配設された４個のレーザビーム検出器
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記、＋＋
   ｑの光ビームを利用した移動体の追尾式誘導ならびに情
   報伝達装置。 （５）前記反射追尾装置は反射鏡を含んでおり、該反射
   鏡は反射面に含まれる水平軸の廻りにステップモータに
   よって回動するとともに、これらは一体となって前記反
   射面の略中心部でｎｉｌ記水平輔と直交する垂直軸の廻
   りに別個のステップモータで回動することにより、本装
   置で反射した光ビームを三次元空間の所望の範囲に掃引
   し得る如く構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光ビームを利用した移動体の追尾式誘導なら
   びに情報伝達装置。 （６１１記駆動制卸器は増幅回路、掃引信号発生回路、
   追尾方向弁別回路、追尾信号発生回路、リレー回路、パ
   ルス発生回路、モータ駆動回路より構成されていること
   を特徴とする特許請求の範１囲第１項記載の光ビームを
   利用した移動体の追尾式誘導ならびに情報伝達装置。 （７）上記レーザビーム検出器は太陽電池よりなること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の光ビームを利
   用した移動体の追尾式誘導ならびに情報伝達装置。