JPS60102581A - 走行ユニツト等の位置検出装置 - Google Patents
走行ユニツト等の位置検出装置Info
- Publication number
- JPS60102581A JPS60102581A JP58211281A JP21128183A JPS60102581A JP S60102581 A JPS60102581 A JP S60102581A JP 58211281 A JP58211281 A JP 58211281A JP 21128183 A JP21128183 A JP 21128183A JP S60102581 A JPS60102581 A JP S60102581A
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- JP
- Japan
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- sonic wave
- distance
- receiver
- wave generator
- wave
- Prior art date
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
不−Ａ明は基準点１１・ら破測定点１での距１帷乞音波
伝達時間によって検出するようにしに走行ユニット等の
位置１突出装置に関するものである。
伝達時間によって検出するようにしに走行ユニット等の
位置１突出装置に関するものである。
従来、だめら几に軌直上を連行させる走行ユニットまで
の距離を検出する方法として、ｉ＝Ｊ逆弐のオドメータ
（歩度計）などがある。しカ１しながら、該オドメータ
によって、任帳の方向に移動するいわゆる無軌道走行ユ
ニットの位１１を検出よることは、移動が非直線状とｙ
ｚつたり、スリップをともなったりするｆこめに困難と
なる。まＫ、超音波の伝達時間により距離を計測するよ
うにしに距離測定装置も考えられているが、一般に温反
なとのｉ゛波伝達条件による誤差などが生じて積置が低
下するなどの難点がある。
の距離を検出する方法として、ｉ＝Ｊ逆弐のオドメータ
（歩度計）などがある。しカ１しながら、該オドメータ
によって、任帳の方向に移動するいわゆる無軌道走行ユ
ニットの位１１を検出よることは、移動が非直線状とｙ
ｚつたり、スリップをともなったりするｆこめに困難と
なる。まＫ、超音波の伝達時間により距離を計測するよ
うにしに距離測定装置も考えられているが、一般に温反
なとのｉ゛波伝達条件による誤差などが生じて積置が低
下するなどの難点がある。
本発明を工このような背景に基づいてなされにもので、
音波伝達時間や矩イテユニットの移動状態に影＃を受け
ることな（、確度の尚い距！演出を行なうとともに、検
出範囲を拡大−ｆること？目的とし℃いる。このよう４
目的の達成のＴこめ、本発明（工Ｉ波発生器と、該汗波
発生器から定距離離間しに較正用受信機とを岐け℃、親
子機間の音波伝達時間と、較正用受イぎ愼よでの音波云
４時間との比較により、酢波云達媒賀の相違、填境条沖
の相違による影＃馨除去することを特徴とし℃いる。
音波伝達時間や矩イテユニットの移動状態に影＃を受け
ることな（、確度の尚い距！演出を行なうとともに、検
出範囲を拡大−ｆること？目的とし℃いる。このよう４
目的の達成のＴこめ、本発明（工Ｉ波発生器と、該汗波
発生器から定距離離間しに較正用受信機とを岐け℃、親
子機間の音波伝達時間と、較正用受イぎ愼よでの音波云
４時間との比較により、酢波云達媒賀の相違、填境条沖
の相違による影＃馨除去することを特徴とし℃いる。
以下１本発明の一実施例を図面に基づい℃説明すると１
位置検出装置Ｋは、基準点上に位置させられる親機１と
、該親機１と離間しＴこＢｒ ｌｋｔで移動させられる
子機（無軌道走行ユニットなど）２上に第１図および第
２図に示す如く塔載される。
位置検出装置Ｋは、基準点上に位置させられる親機１と
、該親機１と離間しＴこＢｒ ｌｋｔで移動させられる
子機（無軌道走行ユニットなど）２上に第１図および第
２図に示す如く塔載される。
ｎｉＪ ａｔ 親ｆｆｉ Ｉ ＆工、ベース３の土にタ
ーンテーブル４が回動目在に設けられるとともに、ベー
ス３とターンテーブル４との間に、ターンテーブル４を
必要に応じて低速回転させるために駆動モータ５゛ 、
ウオーム６、ホイール７などからなる回転１泌励機構と
、ターンテーブル４０回転角ｔ’［出する之めのロータ
リーエンコーダ８と、ターンテーブル４０回転角をロー
タリーエンコーダ８の出刃信号との比較により検出する
定めのリミットスイッチ９とが設けられ、ターンテープ
Ｎ４の上には、任意の回転角をＯ′としてこのときのロ
ータリーエンコーダ８の出力信号を基準角とするために
使用される垂直センサ１ｏと、削記子磯２までの距離な
どを検出する距離センサーの一部を構成するとともに例
えば１メガＨｚの超音波などを発音する音波発生器１１
と、この音波発生器１１から一定距離（ｉ＋ｌＩえばｌ
（ｌＱｍｍ離間し２筺置で音波を受信し七の到達時間を
基準１直と−ｆる１こめの較正用受信機１２とがそれぞ
れ設けられる。そして、音波発生器１１０発音中心点（
工基準点一つまりターンテーブル４の回転中心線上に設
定される。
ーンテーブル４が回動目在に設けられるとともに、ベー
ス３とターンテーブル４との間に、ターンテーブル４を
必要に応じて低速回転させるために駆動モータ５゛ 、
ウオーム６、ホイール７などからなる回転１泌励機構と
、ターンテーブル４０回転角ｔ’［出する之めのロータ
リーエンコーダ８と、ターンテーブル４０回転角をロー
タリーエンコーダ８の出刃信号との比較により検出する
定めのリミットスイッチ９とが設けられ、ターンテープ
Ｎ４の上には、任意の回転角をＯ′としてこのときのロ
ータリーエンコーダ８の出力信号を基準角とするために
使用される垂直センサ１ｏと、削記子磯２までの距離な
どを検出する距離センサーの一部を構成するとともに例
えば１メガＨｚの超音波などを発音する音波発生器１１
と、この音波発生器１１から一定距離（ｉ＋ｌＩえばｌ
（ｌＱｍｍ離間し２筺置で音波を受信し七の到達時間を
基準１直と−ｆる１こめの較正用受信機１２とがそれぞ
れ設けられる。そして、音波発生器１１０発音中心点（
工基準点一つまりターンテーブル４の回転中心線上に設
定される。
一方、子機２は、無軌道走行ユニットなどのベース１３
の上にターンテープＡ／１４が回転自任に設けら７ｔ、
こｔＬらベース１３とターンテーブル１４との田」に、
ターンテーブル１４を回転させる定めの駆動モータ１５
．ウオーム１６．ホイール１７７エどからなる回転駆動
桟積と、ターンテーブル１４０回転角度乞演出するとと
もにその４莢出イｇ号によりターンテーブル１４の特定
部分を親機１に正対させるためのボテンンヨメータ１８
とが設けられ、１ζターンテーブル１４の上には親機１
の音波発生器１１とともに距離センサを構成しかつけ波
の到４時間により親機ｌの基準点までの距離を算出する
７こめの音波受信機１９が設けられる。そして、子機２
ににける斤波受イざ機１９の受音中心点は、ターンテー
ブル１４の回転中ｌい嶽上に設足さオする。
の上にターンテープＡ／１４が回転自任に設けら７ｔ、
こｔＬらベース１３とターンテーブル１４との田」に、
ターンテーブル１４を回転させる定めの駆動モータ１５
．ウオーム１６．ホイール１７７エどからなる回転駆動
桟積と、ターンテーブル１４０回転角度乞演出するとと
もにその４莢出イｇ号によりターンテーブル１４の特定
部分を親機１に正対させるためのボテンンヨメータ１８
とが設けられ、１ζターンテーブル１４の上には親機１
の音波発生器１１とともに距離センサを構成しかつけ波
の到４時間により親機ｌの基準点までの距離を算出する
７こめの音波受信機１９が設けられる。そして、子機２
ににける斤波受イざ機１９の受音中心点は、ターンテー
ブル１４の回転中ｌい嶽上に設足さオする。
まに、目１１記廿波元主器１１に使用される音・波を工
、波形が明確で立上り特注の凝れているものがよく。
、波形が明確で立上り特注の凝れているものがよく。
例えば１メガＨｚの超音波の第１波のどこかχ音波父（
！龜が１莢出し得る１龍であると、その検出誤差（工Ｉ
ＸＩＱ−６秒間に音波が伝達される距離となり、１５°
Ｃのときな工、３４０ＸＩＸｌＯ−６＝３．４Ｘ１０
’ｔｎ＝Ｑ 、 ３４＋ｎ＋ｎ（空気中ノとなり、理論
上誤差Ｉ Ｉｎ Ｉｎ以下の検出が用北となる。
！龜が１莢出し得る１龍であると、その検出誤差（工Ｉ
ＸＩＱ−６秒間に音波が伝達される距離となり、１５°
Ｃのときな工、３４０ＸＩＸｌＯ−６＝３．４Ｘ１０
’ｔｎ＝Ｑ 、 ３４＋ｎ＋ｎ（空気中ノとなり、理論
上誤差Ｉ Ｉｎ Ｉｎ以下の検出が用北となる。
仄いで、較正串受イぎ機の役割につ（・て説明する。
ここで、任意の音波伝達条件における媒質中’Ｙ行波が
伝わる速度つより冴速（ｃＪは、媒質の体積弾性率（ｋ
）および密度（ρ。］の関数で表わされ、密度や温度の
影響を受ける。媒質がｔｏｃＯ）空気である場合は。
伝わる速度つより冴速（ｃＪは、媒質の体積弾性率（ｋ
）および密度（ρ。］の関数で表わされ、密度や温度の
影響を受ける。媒質がｔｏｃＯ）空気である場合は。
Ｃ””３３１ 、５＋０．６ ｔ （ｔｎ／ｓ、ｅ ｃ
）であるから、音速が温度によって変化すると、１１
９Ｃあたり約０．１８係の誤差が発生する。そこで、斤
波発生器１１から較正用受信機】２までの音波伝達時間
（Ｔｓ）と、子機２０片波受１６）幾１９上での音波伝
達時間（Ｔｘ）とを比較するごとにより、任意の雰囲気
条件下で親機１と子ａ２との対向距離を温度や空気密度
等に影響されることなく検出するものである。丁なわち
、較正用受信機１２ｆ、での距離（Ｌｓ）は親機ｌ上の
設定距離であるから、音波受イ■幾１９までのめる距離
（Ｌｘ）は、 Ｓ で単純にめるＯとができる。Ｏの場合、親機１と子機２
とが配置され℃いる媒質が同一であるｈ）ら、距離算出
、媒質の影４１を相殺（除去ンして無関係とすることが
できるのである。
）であるから、音速が温度によって変化すると、１１
９Ｃあたり約０．１８係の誤差が発生する。そこで、斤
波発生器１１から較正用受信機】２までの音波伝達時間
（Ｔｓ）と、子機２０片波受１６）幾１９上での音波伝
達時間（Ｔｘ）とを比較するごとにより、任意の雰囲気
条件下で親機１と子ａ２との対向距離を温度や空気密度
等に影響されることなく検出するものである。丁なわち
、較正用受信機１２ｆ、での距離（Ｌｓ）は親機ｌ上の
設定距離であるから、音波受イ■幾１９までのめる距離
（Ｌｘ）は、 Ｓ で単純にめるＯとができる。Ｏの場合、親機１と子機２
とが配置され℃いる媒質が同一であるｈ）ら、距離算出
、媒質の影４１を相殺（除去ンして無関係とすることが
できるのである。
さらに、較正用受悟磯１２＆工、親機ｌのターンテーブ
ル４上の既知の設定圧１（Ｌｓ）につ−）て、任意のＭ
・波伝達条注下における音波伝達時間（’Ｉ’ｓ）を測
定して丞準とするものであり、誤差を少なくすることが
必要とな６゜そこで、一実施例では、第３図に示すよう
に、音波発生器１１のスピーカなどの駆動直流の波形＜
Ｗ、）と、較正用受信機１２のマイクなどの演出４流の
波形（ｗ２ ）とが。
ル４上の既知の設定圧１（Ｌｓ）につ−）て、任意のＭ
・波伝達条注下における音波伝達時間（’Ｉ’ｓ）を測
定して丞準とするものであり、誤差を少なくすることが
必要とな６゜そこで、一実施例では、第３図に示すよう
に、音波発生器１１のスピーカなどの駆動直流の波形＜
Ｗ、）と、較正用受信機１２のマイクなどの演出４流の
波形（ｗ２ ）とが。
スレショルドレベル（ＳＬ）を越えた直後ノセロクロス
点（ＺＰＪの時間差（ｌ１ｌＳ）をめて、これを較正用
受信機Ｉ２までの音波伝達時間としている。このときの
ｉ・速（Ｃハエ １’ ｓ で表わされる。なお、波形の立上り！ｌｌかの差（′土
１ｏ Ｊをめろと立上り符注により影響される１こめ、
立上Ｑ ｉ’ｉｌｊ汁υ・ら（Δｔ）だけずれたゼロク
ロス点（Ｚ）’）を基準として、埋鍮上、測定−走を発
生させないようにしている。
点（ＺＰＪの時間差（ｌ１ｌＳ）をめて、これを較正用
受信機Ｉ２までの音波伝達時間としている。このときの
ｉ・速（Ｃハエ １’ ｓ で表わされる。なお、波形の立上り！ｌｌかの差（′土
１ｏ Ｊをめろと立上り符注により影響される１こめ、
立上Ｑ ｉ’ｉｌｊ汁υ・ら（Δｔ）だけずれたゼロク
ロス点（Ｚ）’）を基準として、埋鍮上、測定−走を発
生させないようにしている。
まγこ、ａ礪ｌおよび子機２には、廿Ｖ兄生磯１工かも
較正用受信機１２および音波受信愼１９までの音波伝達
時間をデジタル化してカウントするために、例えば２０
ＭＨｚおよびＩＭＨｚｙ、ｅどの計測１ｔ４クロツクが
それぞれ配設される。この場合の周波数は、１カウント
（まには０．５カウント）のＳＡ差が生じにとぎに、距
離測定誤差が１１１１１７１以Ｆとなるように設定する
などの配慮が望ましい。
較正用受信機１２および音波受信愼１９までの音波伝達
時間をデジタル化してカウントするために、例えば２０
ＭＨｚおよびＩＭＨｚｙ、ｅどの計測１ｔ４クロツクが
それぞれ配設される。この場合の周波数は、１カウント
（まには０．５カウント）のＳＡ差が生じにとぎに、距
離測定誤差が１１１１１７１以Ｆとなるように設定する
などの配慮が望ましい。
仄いで、親機ｌおよび子機２において、ターンテーブル
４，１４を回転させる理由についてＩ脱明する。超五波
の発（ｔｌあるい（・工受悟時における有効範囲が１奴
定され℃いると、音波元生器１１と汗波党１ａ機１９と
ヲレル１図および第２図の矢印で示すように正対させに
とぎに最も感度が高くなる。しにかつて、この条件を積
極的に作るために１両ターンテーブル４＊１４Ｙ回転さ
せるのである。つまり、無軌道走行ユニットが任意の方
向に移動しているときに、子機２のターンテーブル］４
を回転させ−Ｃ最も感度の高い回転角をポテンショメー
タ１８で読み取り、この回転角のときの音波受（Ｈ信侶
号により距離の恢出乞火施する。この場合、子機２のタ
ーンテーブル１４を間欠的に回転させて、親機ｌの方位
化探し山王ようにすることもできる。
４，１４を回転させる理由についてＩ脱明する。超五波
の発（ｔｌあるい（・工受悟時における有効範囲が１奴
定され℃いると、音波元生器１１と汗波党１ａ機１９と
ヲレル１図および第２図の矢印で示すように正対させに
とぎに最も感度が高くなる。しにかつて、この条件を積
極的に作るために１両ターンテーブル４＊１４Ｙ回転さ
せるのである。つまり、無軌道走行ユニットが任意の方
向に移動しているときに、子機２のターンテーブル］４
を回転させ−Ｃ最も感度の高い回転角をポテンショメー
タ１８で読み取り、この回転角のときの音波受（Ｈ信侶
号により距離の恢出乞火施する。この場合、子機２のタ
ーンテーブル１４を間欠的に回転させて、親機ｌの方位
化探し山王ようにすることもできる。
一方、親（幾１のターンテーブル４は、例えば ４゜２
７０°の範囲で回転方間ン反にさせる、つより、う２動
ざセるようにし又、七の揺動の途中で昌°彼元生機１１
をｒｔ′ｅ、受信機１９に止ヌ・ｊさぜる条件を形成す
る。このｊ誤動あるいｔ工回転巡度は、子機２Ｃリター
ン１−プルＪ４の回転遊星に対して相河燈乞つけ０よう
にＷることか望ましいが、刹幼範四ピＪでは国力まｙ：
は一方の１転を一時１子止して、・口幼範ｉ！ｊｊ（１
′外７Ｌ７こら再び回転あるいは揺動馨再開させるよう
にすることもできる。
７０°の範囲で回転方間ン反にさせる、つより、う２動
ざセるようにし又、七の揺動の途中で昌°彼元生機１１
をｒｔ′ｅ、受信機１９に止ヌ・ｊさぜる条件を形成す
る。このｊ誤動あるいｔ工回転巡度は、子機２Ｃリター
ン１−プルＪ４の回転遊星に対して相河燈乞つけ０よう
にＷることか望ましいが、刹幼範四ピＪでは国力まｙ：
は一方の１転を一時１子止して、・口幼範ｉ！ｊｊ（１
′外７Ｌ７こら再び回転あるいは揺動馨再開させるよう
にすることもできる。
しかし℃、４：：ｉｔ明によれば以−ト−のような幼果
を秦丁なものである。
を秦丁なものである。
■ 較正用父１１幾と廿波受１１幾とを使用し音波ｆ尽
達時間の比をめるよう（（シているＩこめ、析板伝達条
件による影響が除去さＪ′シて正確Ｔよ距離の測゛逆ｒ
することがでざ０゜ ■ ｇ・液受１Ｊ慨ン矩行ユニットの走行聞にＣつ℃回
転させ、捕・源に月間する機公ゼ作り山王ことにより、
ナ磯の恢出範囲を拡大することができ
達時間の比をめるよう（（シているＩこめ、析板伝達条
件による影響が除去さＪ′シて正確Ｔよ距離の測゛逆ｒ
することがでざ０゜ ■ ｇ・液受１Ｊ慨ン矩行ユニットの走行聞にＣつ℃回
転させ、捕・源に月間する機公ゼ作り山王ことにより、
ナ磯の恢出範囲を拡大することができ
図ＬＩＩＪは本発明の一実施例をボし、第１図は親機の
升視図、第２７はＰ様の斜睨図、第３図は音波伝達時間
のｊ（ＩＪ定方云のｆｔｌの説明図である。 ｌ・・・”ＡｌＲ１２・・・子機、４・・・ターンテー
ブル、５−・・駆動（＝−タ、８・・・ロータリーエン
コーダ。 １１・・・高波発生器、１２・・・較正用受信１銭、１
４・・・ターンテーブル ｉ５−・・駆動モータ、ｊ８
・・・ボテンンヨメータ、１９・・・叶波受イビ礪。 出願人 石川島播磨京王業休式会社
升視図、第２７はＰ様の斜睨図、第３図は音波伝達時間
のｊ（ＩＪ定方云のｆｔｌの説明図である。 ｌ・・・”ＡｌＲ１２・・・子機、４・・・ターンテー
ブル、５−・・駆動（＝−タ、８・・・ロータリーエン
コーダ。 １１・・・高波発生器、１２・・・較正用受信１銭、１
４・・・ターンテーブル ｉ５−・・駆動モータ、ｊ８
・・・ボテンンヨメータ、１９・・・叶波受イビ礪。 出願人 石川島播磨京王業休式会社
Claims (1)
- 基準点上の親機に、音波発生器と、ＪＩ晋波発生ｄ蹄か
ら定距離離間した較止用受１４機とを設け、Ｈ１Ｉ記親
機から離間しに位置で移動させられる子機に、ｎｉｌ記
Ｗ波発生器からの音波伝達時間を検出するとともに、該
音波伝達時間と４＋［己較正用覚悟磯の検出しにＭ・波
１伝達時間との比較により離間距離を４ず出する之ｙ〕
の４波受１４機を配設しｌこことゲ峙敵とする走行ユニ
ット等の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211281A JPS60102581A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 走行ユニツト等の位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211281A JPS60102581A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 走行ユニツト等の位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102581A true JPS60102581A (ja) | 1985-06-06 |
Family
ID=16603326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58211281A Pending JPS60102581A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 走行ユニツト等の位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60102581A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01295107A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-28 | Daihen Corp | 超音波式距離測定方法 |
| DE4022152A1 (de) * | 1989-07-14 | 1991-01-24 | Hitachi Ltd | Vorrichtung und verfahren zur entfernungsmessung |
-
1983
- 1983-11-10 JP JP58211281A patent/JPS60102581A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01295107A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-28 | Daihen Corp | 超音波式距離測定方法 |
| DE4022152A1 (de) * | 1989-07-14 | 1991-01-24 | Hitachi Ltd | Vorrichtung und verfahren zur entfernungsmessung |
| US5122991A (en) * | 1989-07-14 | 1992-06-16 | Hitachi, Ltd. | Distance measuring apparatus and method |
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