JPS6014114A - 移動体の位置測定方法 - Google Patents
移動体の位置測定方法Info
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- JPS6014114A JPS6014114A JP58122651A JP12265183A JPS6014114A JP S6014114 A JPS6014114 A JP S6014114A JP 58122651 A JP58122651 A JP 58122651A JP 12265183 A JP12265183 A JP 12265183A JP S6014114 A JPS6014114 A JP S6014114A
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- prisms
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
- G01C15/002—Active optical surveying means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
本発明は、光ビームを用いた無人走行車輛や航空機等の
移動体を誘導するためにその位置を測定する方法に関し
、詳しくは、例えば本願出願人が特願昭57−9088
6号や特願昭58−1509号等で既に提案しているよ
うに、移動体から発射する光1°−ムを回転走査すると
ともに、前記移動体とは離れた少なくとも3つの定位置
に設けられたコーナーキューブプリズムからの前記発射
光ビームの反射光ビームを検出することによシ、前記移
動体に対する夫々のコーナーキューブプリズムの方位角
を検出し、もって三角測量の原理によシ移動体の位置を
測定する方法に1列する。
移動体を誘導するためにその位置を測定する方法に関し
、詳しくは、例えば本願出願人が特願昭57−9088
6号や特願昭58−1509号等で既に提案しているよ
うに、移動体から発射する光1°−ムを回転走査すると
ともに、前記移動体とは離れた少なくとも3つの定位置
に設けられたコーナーキューブプリズムからの前記発射
光ビームの反射光ビームを検出することによシ、前記移
動体に対する夫々のコーナーキューブプリズムの方位角
を検出し、もって三角測量の原理によシ移動体の位置を
測定する方法に1列する。
かかる光ビームを利用した移動体の位置測定方法は、旧
来考えられていたような、テレビカメラを利用したシ超
音波を利用する方法等に比べて、システムの規模や複雑
度、測定精度あるいはノイズ等の面で格段に優れている
という基本的利点を有している。
来考えられていたような、テレビカメラを利用したシ超
音波を利用する方法等に比べて、システムの規模や複雑
度、測定精度あるいはノイズ等の面で格段に優れている
という基本的利点を有している。
しかしながら、かかる従来の光ビーム利用位;4測定方
法においては、予め測定される移動体の移動域である所
与の測定範囲の周囲にコーナーキューブプリズムを3個
だけ配設しておき、この3個のコーナーキューブプリズ
ムの位IR関係(夫々の間の既知の定圧rptx>とそ
れらによる3つの方位角検出結果とから移動体の位置を
演算n1ll 尼するようにしていだのであるが、この
場合には測定範囲の一部分(3個のコーナーキューブプ
リズムにより囲まれる三角形の中心部近くの範囲)では
相当高度な測定精度が得られるもののその他の部分では
測定精度が低下する傾向があり、測定範囲の全てに亘っ
て十分高い測定精度を得ることはできな、いという間碩
があった。
法においては、予め測定される移動体の移動域である所
与の測定範囲の周囲にコーナーキューブプリズムを3個
だけ配設しておき、この3個のコーナーキューブプリズ
ムの位IR関係(夫々の間の既知の定圧rptx>とそ
れらによる3つの方位角検出結果とから移動体の位置を
演算n1ll 尼するようにしていだのであるが、この
場合には測定範囲の一部分(3個のコーナーキューブプ
リズムにより囲まれる三角形の中心部近くの範囲)では
相当高度な測定精度が得られるもののその他の部分では
測定精度が低下する傾向があり、測定範囲の全てに亘っ
て十分高い測定精度を得ることはできな、いという間碩
があった。
この問題により具体的に説明すれば下記の通りである。
先ず、この位置測定方法の基本的原理および具体的手法
について説明しておく。
について説明しておく。
−ナーキューププリズム1,2.8(光を入射方向に返
す特殊なプリズム)を設置し、移動体vよpv−ザービ
ームを掃引して移動体Vの進行方向vpから各位置A、
B、Cまでの角度θム。
す特殊なプリズム)を設置し、移動体vよpv−ザービ
ームを掃引して移動体Vの進行方向vpから各位置A、
B、Cまでの角度θム。
θB、θ0を測定する。 そして、これらの角度情報を
用いて、次のように移動体Vの現在位R(x’T+ 。
用いて、次のように移動体Vの現在位R(x’T+ 。
yv)および進行方位0マをめる。
即ち、3位置A 、B 、Cは既知であるから、隣シ合
う位置同士の距離lλ、1BtlOも既知であシ、従っ
て、角ε0が算出できる。 角α、βをα=00−θ人
、β=θ0−θB ・・・(1)で定義すると、コ位置
A、B訃よび移動体Vを結ぶ円0^、ならびに、β位1
直B、Cおよび移動体Vを結び円OBの中心FJA標(
xoh e yoh ) e (XQntyon )は
翫 となシ、また、円0λ、OBの方程式は、となる。 こ
こで、移動体Vの現在位置(xv、y、)は、円OAと
円OBの交点であるから、上記(3)式を解く事によっ
て、 のように咬シ、また、移動体Vの進行方位のようにまる
。
う位置同士の距離lλ、1BtlOも既知であシ、従っ
て、角ε0が算出できる。 角α、βをα=00−θ人
、β=θ0−θB ・・・(1)で定義すると、コ位置
A、B訃よび移動体Vを結ぶ円0^、ならびに、β位1
直B、Cおよび移動体Vを結び円OBの中心FJA標(
xoh e yoh ) e (XQntyon )は
翫 となシ、また、円0λ、OBの方程式は、となる。 こ
こで、移動体Vの現在位置(xv、y、)は、円OAと
円OBの交点であるから、上記(3)式を解く事によっ
て、 のように咬シ、また、移動体Vの進行方位のようにまる
。
次に、上記手法によシ決定さtLる移動体の現在位置(
xv、yv)および進行方位0マの誤差について検討し
た結果を示す。
xv、yv)および進行方位0マの誤差について検討し
た結果を示す。
上記誤差のセ因としては、
(I)3位置A、B、C間の距m 1k 、1−13
、noの測定誤差(△1) (11)移動体Vよシ測定される角度0人、θB、θ0
の測定誤差(△θ) のふたつが考えられる。
、noの測定誤差(△1) (11)移動体Vよシ測定される角度0人、θB、θ0
の測定誤差(△θ) のふたつが考えられる。
そこで、とれらの測定に誤差(△l、△θ)が生じた場
合、それによって移動体Vの9置(”tyマ)および方
位0マの決定にどのような影響を受けるかを調べた。
合、それによって移動体Vの9置(”tyマ)および方
位0マの決定にどのような影響を受けるかを調べた。
いま、−例として第2図に示すように、△ABCが直角
二等辺三角形の場合を考えると、移動体Vが基準点Cか
ら距離ρV、角度φ7のところに位置するとき、β人、
βs、laの測定において±0.5%の誤差(△l)が
あった場合、あるいは、θ人、θB、θOの測定におい
て±0. / dogの誤差(△0)があった場合の位
置(Xマ、yv)および方位θマの欝誤差を、計算シミ
ュレーションにょ請求めた・その結果の一例を第8図(
イ)、(ロ)に、また、位置と方位の誤差の最大値をρ
マイの関数として表わしたもの、および、これらの誤差
をφ7の関数として表わしたものを第4図(イ)、(ロ
)に示す。
二等辺三角形の場合を考えると、移動体Vが基準点Cか
ら距離ρV、角度φ7のところに位置するとき、β人、
βs、laの測定において±0.5%の誤差(△l)が
あった場合、あるいは、θ人、θB、θOの測定におい
て±0. / dogの誤差(△0)があった場合の位
置(Xマ、yv)および方位θマの欝誤差を、計算シミ
ュレーションにょ請求めた・その結果の一例を第8図(
イ)、(ロ)に、また、位置と方位の誤差の最大値をρ
マイの関数として表わしたもの、および、これらの誤差
をφ7の関数として表わしたものを第4図(イ)、(ロ
)に示す。
これらの図から、移動体Vが△人BCの外接円近傍に位
11りするときに測定誤差(△l、△0)による影響を
非常に大きく受けること、ならびに、△ABCの内部に
移動体Vが位置するときには、辺ACあるいはBCに近
づくにつれこれらの誤差(△l、△0)の影響が大きく
なることがわかる。
11りするときに測定誤差(△l、△0)による影響を
非常に大きく受けること、ならびに、△ABCの内部に
移動体Vが位置するときには、辺ACあるいはBCに近
づくにつれこれらの誤差(△l、△0)の影響が大きく
なることがわかる。
そして、△ABCの外部では、移動体Vが基準点Cから
遠去かるにつれて、誤差(△l、八〇へが−次間数的に
増加していることがわかる。
遠去かるにつれて、誤差(△l、八〇へが−次間数的に
増加していることがわかる。
なお、ここでは△ABCが直角二等辺三角形の場合のシ
ミュレーション結果について説明したが、△ABCが一
般の三角形である場合にも上記と同様の傾向があること
が判っておシ、要するに、移動体が3個のコーナーキュ
ーブが形成する三角形の内部に位置するときには、外部
に位置するときに比べて、格段に小さな誤差で位置およ
び方位の測定を行なえるのである。
ミュレーション結果について説明したが、△ABCが一
般の三角形である場合にも上記と同様の傾向があること
が判っておシ、要するに、移動体が3個のコーナーキュ
ーブが形成する三角形の内部に位置するときには、外部
に位置するときに比べて、格段に小さな誤差で位置およ
び方位の測定を行なえるのである。
本発明は、上記実情に鑑7みてなされたものであって、
所与の測定範囲がどのような形状のもので5あっても、
その全範囲において十分高い精度での位置測定が可能な
移動体の位置測定方法を提供せんとすることにある。
所与の測定範囲がどのような形状のもので5あっても、
その全範囲において十分高い精度での位置測定が可能な
移動体の位置測定方法を提供せんとすることにある。
上記目的を達成するに、本発明による移動体の位置測定
方法は、胃記した方法において、前記コーナーキューブ
プリズムを、前記移動体の移動域である所与の測定範囲
の周囲に、全体として四角形を形成する状態に7個配置
しておき、先ず、前記7個のコーナーキューブプリズム
の前記移動体に苅する方位角の検出結果に基いて、移動
体を包囲する3個のコーナーキューブプリズムを判定し
、次に、その判定された3個のコーナーキューブプリズ
ムに対応する3つの方位角に基いて前記移動体の位置を
演算する、という手順によることを特徴とする。
方法は、胃記した方法において、前記コーナーキューブ
プリズムを、前記移動体の移動域である所与の測定範囲
の周囲に、全体として四角形を形成する状態に7個配置
しておき、先ず、前記7個のコーナーキューブプリズム
の前記移動体に苅する方位角の検出結果に基いて、移動
体を包囲する3個のコーナーキューブプリズムを判定し
、次に、その判定された3個のコーナーキューブプリズ
ムに対応する3つの方位角に基いて前記移動体の位置を
演算する、という手順によることを特徴とする。
上記特徴により発揮さ−れる効果は下記の通りである。
即ち、移動体の位置を演算するための方位情報として、
測定範囲がどのような形状のものであっても、常に、移
動体を包囲する3個のコーナーキューブプリズムからの
方位1青報を採用するようにしたので、従来のように移
動イ本力ぶ3個のコーナーキューブプリズムの為す三角
形の外側に位f2?する状態で計測することが無く、常
に極めて高い精度での測定を行なえるようになったので
ある。
測定範囲がどのような形状のものであっても、常に、移
動体を包囲する3個のコーナーキューブプリズムからの
方位1青報を採用するようにしたので、従来のように移
動イ本力ぶ3個のコーナーキューブプリズムの為す三角
形の外側に位f2?する状態で計測することが無く、常
に極めて高い精度での測定を行なえるようになったので
ある。
以下、図面に基いて本発明方法の実施例を説明する。
第5図は、移動体Vの位置・方位測定方法の概略原理図
を示す。
を示す。
々′r5図において、Sは移動体Vの予定移動域である
ところの所与の測定範囲を示し、この氾1j定範囲Sの
周囲の定位置A、B、C,Dに全体として略正方形を為
す状態に、都合ダ個のコーナーキューブプリズム1,2
,8.4を配設シである。
ところの所与の測定範囲を示し、この氾1j定範囲Sの
周囲の定位置A、B、C,Dに全体として略正方形を為
す状態に、都合ダ個のコーナーキューブプリズム1,2
,8.4を配設シである。
これらコーナーギューププリヌ゛ム1,2,8゜4は、
夫々、いずれの方向から入射した光ビームもその入射し
た経路を戻るように反射する、という光学的性質を備え
ており、市販されている。
夫々、いずれの方向から入射した光ビームもその入射し
た経路を戻るように反射する、という光学的性質を備え
ており、市販されている。
一方、移動体Vからは回転走査される光ビームが発射さ
れ、そして、その発射光ビーノ、のn1J記4Erコー
ナーキユーブプリズム1,2,8.4からの反射光ビー
ムを受光することによって、移動体Vに対する各コーナ
ーキューフ゛プリズム1.2,8.4の方位角θA、
OB、θC9θDを1灸出する。
れ、そして、その発射光ビーノ、のn1J記4Erコー
ナーキユーブプリズム1,2,8.4からの反射光ビー
ムを受光することによって、移動体Vに対する各コーナ
ーキューフ゛プリズム1.2,8.4の方位角θA、
OB、θC9θDを1灸出する。
さて、回転走査する光ビームを発射する手段として、移
動体Vには、第6図に示す様にレーザー光線発生器5、
電気モータ6により回転するプリズム7が積載され、と
のプリズム7を回転することによってレーザー光線を回
++1=させる。
動体Vには、第6図に示す様にレーザー光線発生器5、
電気モータ6により回転するプリズム7が積載され、と
のプリズム7を回転することによってレーザー光線を回
++1=させる。
このプリズム7は回転速度の制御を行うに応答性を高め
るため回転質量を軽−ハ【化せんとしてJ’tJいられ
ており、プリズム7に代えて平面鏡を用いてもよい。
るため回転質量を軽−ハ【化せんとしてJ’tJいられ
ており、プリズム7に代えて平面鏡を用いてもよい。
8はハーフミラ−19は受光器であって、nIJ記コー
ナーキューブプリズム1,2,8.4からの反射光を検
出するだめのものである。
ナーキューブプリズム1,2,8.4からの反射光を検
出するだめのものである。
10はモータ6に直結され、プリズム7の方向を出力す
るアブソリュートエンコーダであシ、この出力は回転速
度制御用計算機11に入力されている。
るアブソリュートエンコーダであシ、この出力は回転速
度制御用計算機11に入力されている。
そして、前記受光器9が前記各コーナーキューブプリズ
ム1,2,8.4からの反射光を検出したときのエンコ
ーダlOの出力(移動体Vに対する各コーナーキューブ
プリズム1,2゜8.4の方位角OA + OR+ O
ctθDに+[j当する)は、位置算出用計算機12に
入力される。 この計算機12においては、前記方位角
データθA、01N。
ム1,2,8.4からの反射光を検出したときのエンコ
ーダlOの出力(移動体Vに対する各コーナーキューブ
プリズム1,2゜8.4の方位角OA + OR+ O
ctθDに+[j当する)は、位置算出用計算機12に
入力される。 この計算機12においては、前記方位角
データθA、01N。
OC+ 0]’)から、△AJIC,△ACI)、ΔB
CD、△ABDの夫々に関して、前記第1図で示した原
理と同様に、角α9βをめ、例えば第7図に示すような
条件に法いて、移動体Vがどの三角形の内部に位置する
かを判定する。 尚、第7図における斜線範囲内に((
2,β)があれば、移動体Vは△ΔBC内に位置するも
のと判定される。
CD、△ABDの夫々に関して、前記第1図で示した原
理と同様に、角α9βをめ、例えば第7図に示すような
条件に法いて、移動体Vがどの三角形の内部に位置する
かを判定する。 尚、第7図における斜線範囲内に((
2,β)があれば、移動体Vは△ΔBC内に位置するも
のと判定される。
他の場合も同様にして判定される。
そして、このようKして判定されたところの、移動体V
を包囲する3つのコーナーキューブプリズムによる角度
情報を用いて、前記第1図T’=基いて説明した原理と
同様のアルゴリスムにより、移動体Vの位置および方位
を測定するのである。
を包囲する3つのコーナーキューブプリズムによる角度
情報を用いて、前記第1図T’=基いて説明した原理と
同様のアルゴリスムにより、移動体Vの位置および方位
を測定するのである。
なお、本実施例においては、グ個のコーリ−キューブプ
リズム1,2,8.4を、全体として略正方形を為すよ
うに配設した場合を示したが、これに限らず、地形によ
る制限等のために、例えば長方形とか平行四辺形とが、
あるいけ、一般の四角形となるように配設しても何ら差
支えない。 ただ、正方形に近い方がより優れた位置測
定精度が得られることは確かである。
リズム1,2,8.4を、全体として略正方形を為すよ
うに配設した場合を示したが、これに限らず、地形によ
る制限等のために、例えば長方形とか平行四辺形とが、
あるいけ、一般の四角形となるように配設しても何ら差
支えない。 ただ、正方形に近い方がより優れた位置測
定精度が得られることは確かである。
禁
第1図は位置および方位方法の基本的原理を説明するた
めの図、第2図は位置および方位測定誤差のシミュV−
ジョンに関する説明図、第8図(イ)、(ロ)および第
4図(イ)、←)は誤差シミュレーション結果を示すグ
ラフ、第5図は本発明方法の原)11!を説明するゾこ
めの概略図、第6図は移動体の構成を示す概略図、そし
て、第7図は判定条件の一例を示すグラフである。 角、S・・・・・・測定範囲、■・・・・・・移動体。
めの図、第2図は位置および方位測定誤差のシミュV−
ジョンに関する説明図、第8図(イ)、(ロ)および第
4図(イ)、←)は誤差シミュレーション結果を示すグ
ラフ、第5図は本発明方法の原)11!を説明するゾこ
めの概略図、第6図は移動体の構成を示す概略図、そし
て、第7図は判定条件の一例を示すグラフである。 角、S・・・・・・測定範囲、■・・・・・・移動体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ 移動体Vから発射する光ビ゛−ムを回転走査すると
ともに、前記移動体Vとは離れた少なくとも3つの定位
置に設けられたコーナーキューブプリズムからの前記発
射光ビームの反射光ビームを検出することによシ、前記
移動体Vに対する夫々のコーナーキューブプリズムの方
位角を検出し、もって三角測量の原理によシ移動体の位
置を測定する方法であって、前記コーナーキューブプリ
ズムを、前記移動体Vの移動域でちる新年の測定範囲S
の周囲に、全体として四角形を形成する状態に1個装置
しておき、先ず、前記を個のコーナーキューブプリズム
1.2.8.4の前記移動体Vに対する方位角の検出結
果に基いて、移動体Vを包囲する3個のコーナーキュー
ブプリズムを判定し、次に、その判定された3個のコー
ナーキューブプリズムに対応する3つの方位角に基いて
前記移動体Vの位置を演算することを特徴とする移動体
の位置測定方法。 ■ 前記1個のコーナーキューブプリズム1゜2.8.
4を、全体で正方形−またはほぼ正方形を為すように配
置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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58122651A JPS6014114A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | 移動体の位置測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58122651A JPS6014114A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | 移動体の位置測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6014114A true JPS6014114A (ja) | 1985-01-24 |
JPH0257843B2 JPH0257843B2 (ja) | 1990-12-06 |
Family
ID=14841247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58122651A Granted JPS6014114A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | 移動体の位置測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6014114A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62224289A (ja) * | 1986-03-25 | 1987-10-02 | Agency Of Ind Science & Technol | 固定化酵素及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3984801A4 (en) * | 2019-06-11 | 2022-07-06 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | HEADUP DISPLAY DEVICE AND HEADUP DISPLAY SYSTEM |
-
1983
- 1983-07-06 JP JP58122651A patent/JPS6014114A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62224289A (ja) * | 1986-03-25 | 1987-10-02 | Agency Of Ind Science & Technol | 固定化酵素及びその製造方法 |
JPH0249710B2 (ja) * | 1986-03-25 | 1990-10-31 | Kogyo Gijutsuin |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0257843B2 (ja) | 1990-12-06 |
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