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
- Prior art keywords
- sonic wave
- distance
- receiver
- wave generator
- wave
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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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