JPS60239612A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビーム光を用いた無人走行車輌や航空機等の
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、夫々既知の、定点に配置された複数の光源
から発射され水平面内をスキャンされるビーム光を、移
動体に搭載された受光装置で受光し、前記ビーム光が受
光された時点における複数のビーム光の受光方向のなす
角度と前記複数の光源の間の距離とに基いて、三角測量
の原理により移動体の位置を検出する移動体の位置検出
方法に関する。

〔従来技術〕

この種の位置検出方法においては、三角測量の原理を用
いること、および、移動体の位置を検出するための方法
であること、に起因して、複数の定点に配ｇｉすれた光
源からのビーム光を同時に受光してその受光方向を検出
しなければ検出位置精度が悪くなるという特性が有り、
同時に受光したビーム光がいずれの光源からのビーム光
であるかを判別する必要が有る。

そして、上記受光したビーム光の光源を判別する手段と
しては、例えばビーム光を変調されたレーザー光等を用
いて、その変調情報を解読することによって光源を特定
する手段等が考え−られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来手段では、変調情報を解読する
だめの処理にある程度時間がかかることや受光時間も長
くする必要が有って、実時間処理しく・ζ〈いため、移
動体のようにその位置が一定していないものの位置検出
には適用しく・こぐいという欠点が有る。

又、レーザー光はその発振原理からもその変調方式の選
択範囲が電波等に比較して狭いことから、更に処理が複
雑ＦＣなるだめ、レーデ−光をそのまま使用しにくいと
いう不、都合が有った。

本発明は上記実情ｔこ鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、移動体側で受光したビーム光がいずれの光源
からのものであるかを特定するに、極めて簡素に行なう
ことが可能な移動体の位置検出方法を提供することにあ
る。

〔問題を解決するだめの手段〕 上記目的を達成すべく本発明による移動体の位置検出方
法は、前記複数の光源より発射されるビーム光を夫々異
なる色光を用いる点Ｌ′こ特徴を有する。

〔作　用〕

即ち、光源から発イ、ｔざねるビーム光を夫々異なる色
光とすることによって、色によって光源を識別するので
ある。

〔発明の効果〕

上記特徴故に、下記の如き優れた効果の発揮されるに至
った。

即ち、各光源から発射されるビーム光を夫々異なる色光
を用いるので、移動体側で受光した・　ビーム光の色を
判別することによりそのビーム光の発射光蔚を特定でき
る。従って、各光源がら発射するビーム光はその光像を
特定するために変調する必要がなく、無変調で、かつ、
ビーム状の光を発射可能であればどのよう々光源を用い
ても良いので、レーザー光源を用いた場合でも光源の構
成を極めて簡素なものＶこできる。

又、受光装置側においても、その受光した光の色を判別
するだけであるから、その構成も簡素なものにできると
ともに、実時間処理が可能になるという極めて大きな効
果がある。

〔実施例〕

以下、本発明方法を適用した移動体の位置検出システム
の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は、移動体の位置検出システムＶＣおける複数の
光源と受光装置すなわち移動体との位置関係を示す平面
図であって、２辺の距離（ａ）。

（ｂ）が既知でろ今長方形囚の所定範囲内にある移動体
Ｍの位置を検出するだめの概念を示すものである。

即ち、前記長方形囚の距離が（ｂ）である−辺の両端（
Ｘ、）　、　（ＸＩ）、およびこの辺に対向する一辺の
中間点（ＸＩ）、夫々に、移動体（至）の移動範囲全体
に亘って水平方向に広がる夫々異なる色のビーム光（２
）、０．■を常時照射する８つの光源（ｔ、、）。

（ｔｍ）　、　（ＬＬ）を配置するとともに、前記移動
体（ト）上に、前記ビーム光ｃＦ６．ｏ、＠を受光する
受光装ｆｔ（Ｓｌｆ１ａ捲曾ｌ−で−との畳臀些署／Ｃ
３υｒとス久を菟（Ｌθ、　（Ｌｍ）　、　（Ｌｍ）か
らのビーム光受光方向検出結果に基いて、前記光源（Ｌ
Ｌ）　、　（Ｌｉ）　、　（Ｌｌ）の間の距離（ａ）、
（ｂ）と各光源（ＬＬ）、（Ｌｔ）、（Ｌｉ）の２つと
受光装置（Ｓ）とのなす角度（ψＲＧ）、（ψＧＢ）ｌ
（ψｉ＋Ｒ）によって、三角測量の原理により、移動体
Ｍの位置を検出すべく構成しである。

ところで、前記光源（Ｌ、）　、　（Ｌｔ）　、　（Ｌ
ｍ）を８点に配置しであるのは、２つの光源のみではこ
の光源を結ぶ線を直径とする円周上に移動体（至）があ
る場合には２つの光源と受光装置（Ｓ）とのなす角度が
全て同一となり、方向が判別できなくなるためである。

以下、前記受光装置（Ｓ）の構成について説明する。

第２図に示すように、受光装置（Ｓ）は、−水平方向８
６０度いずれの方向から光が入射しても受光可能なよう
に、また、移動体Ｖ）が上下動した場合であっても確実
に受光可能なように、複数の光ファイバｆｌ＋を縦長の
円筒形状にその端部が円筒局面外側方向を向くよう１こ
配列しである受元部（２）、前記複数の光ファイバ（１
）の一端に受光した光の受光方向およびその色を検出す
る後記構成になるカラーイメージセンサ（３）、および
、このイメージセンナ（３）によって検出された受光方
向とその色に基いて移動体Ｍの位置を算出する演算部（
４）によって構成されている。

前記カラーイメージセンサ（３）は、第８図に示すよう
に、入射した光の色を判別すべく、例えば光の３原色（
赤、青、緑）夫々の光強度に比例した８つの信号を出力
すべく、３原色（赤。

青、緑）夫々の色フィルターを備えたフォトダイオード
等の受光素子を８つ隣椅して配置した単位受光素子（Ｓ
ｏ）　ｆ、検出角度の分解能に対応した個数（本実施例
では、分解能を１度として８６０個）、−次元的に配列
しであるものであって、前記受光部（２）の円筒周面縦
方向に配列しである同一列の光ファイバ（１）によって
受光した光は１つの単位受光素子（ｓｏ）に全て入射す
るように光ファイバ（１）の他端を接続しである。

そして、前記単位受光素子（ｓｏ）の受光位置（Ａ１）
〜（Ａ４６゜）２よびその受光した色によって、前記各
党＃　（Ｌｌ）　、　（Ｌｔ）　、　（ｉ、、）の方向
すなわち角度（ψｎｃ）、（ψＧＢ）　、　（ψＢＲ）
を演算部（４）Ｐこよって算出し、三角測量の原理Ｖこ
より、移動体（至）の位置すなわち前記第１図に示す基
準点（α。、β０）からの距離に対応する座標（α２．
βりをめ、その座標（αｌ。

β−）の情報を移動体Ｍに搭載しである制御装置（６）
に送出して、移動体Ｍの移動方向を銹導する手段等に利
用するのである。

以下、前記座標（α−１β′％）をめる手段について説
明する。

前記移動体（Ｖ）と３つの光源（Ｌ）　＋　（ＬＪ　、
（Ｌｓ）のうち２つの光源とのなす角度（ψＲＧ）、（
ψＧＢ）、（ψＢＲ）は、第４図のフローチャートに示
すように、下記（１）〜（ｉ［式によって算出される。

ψＲａ−（Ａ−＋−Ａ−＊　）　Ｘθ９．６９００１９
．（１）ψＧＢ＝（Ａ・諺−Ａ、、）Ｘθ・・・・・・
・・・（１１）ψ８Ｂｔ　＝　ＣＡ−ｓ　７　Ａ−１）
Ｘθ叫面・（罰）（ただし、θは単位受光素子（Ｓｏ）
間に対応する検出角度の最小角度で、Ａ、１〜Ａ・、は
イメージセンサ（３）の、受光位置である。） そして、上記（１）〜（１０式によって算出された３つ
の角度（ψＲ６）、（ψＧＢ）ｌ（ψＢＲ）に基いて、
下記（１ｖ）β一式によって、座標（α’−）　、　（
βｋ）を算出する。

ｔａｎ　（ψＲに−９０’−’−〇）＝］＝・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（１ｖ）ψＢＲ＝　
３６００−ψＲ６−ψ６Ｂ　・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（Ｖｌ、°、　（ａＪ、β−）
＝（Ｘ、ｈ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・−ところで、上記（１）β一式で示すようＶこ、
８つの角度（ψｐ。）、（ψ、、）、（ψＢＲ）はいず
れか２つが検出されると残り１つの角度は一式に示すよ
うに計算によってめられるので、省略してもよい。

尚、前記移動体（ト）の検出座標（α４．βりをめるに
、前記移動体（至）の移動範囲（２）の２辺の距離（ａ
）　、　（ｂ）および前記受光装置■と各光源（Ｌｌ）
、（Ｌｌ）。

（ｔ、ｓ）とのなす検出角度（ψＲＧ）、（ψ６Ｂ）、
（ψＢＲ）に基いて、演算処理によって行なってもよく
、第５図に示すように、前記移動範囲回内を複数のエリ
アに分割し、夫々のエリアに予め座標（α０．β０）〜
（α・、β〜）を付与して、テーブル化してもよい。

又、前記各光源（Ｌｌ）、（Ｌｌ）、（Ｉ、３）の配置
位置は本実施例で示すように、２つの光源（１４）、（
Ｌｌ）を移動範囲（６）の端部（α・、β。）、（α・
、β・）に配置し、他の１つの光源（１，、）を２つの
光源（Ｌｍ）　、（ＬＩ）を結ぶ辺の対向辺の中間に位
置するのではなく、移動範囲（２）のいずれか８つの頂
点位置に夫々配置する等、その位置はどこにあってもよ
く、要するに異なる位置であればよい。

更に又、光源（Ｌ）　、（Ｌｌ）　、（ＬＩ）より照射
するビーム光■、（へ）、＠はレーザ光のみならず異な
る色でビーム状の光を照射可能であればどのようなもの
でもよい。

【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例を示
し、第１図は光源と受光装置との位置関係を示す平面図
、第２図は受光装置の構成を示すブロック図、第３図は
カラーイメージセ／すの構成を示す説明図、第４図は演
算部の癲す作を示すフローチャート、そして、第５図は
座標のテーブルである。 （Ｌυ、（Ｌｌ）、（Ｌｌ）・・・・・・光源、（９）
、Ω、■・・・・・・ビーム光、菌・・・・・・移動体
、（Ｓｔ・・・・・・受光装置、ψ・・・・・・角度、
（α４．β匍・・・・・・移動体の位置。 代理人　弁理士　北　村　修

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 夫々既知の定点に配置された複数の光源（ｉ、、）。 受光装置（Ｓ）で受光し、前記ビーム光■、０．＠が受
   光された時点にひける複数のビーム光（６）。 輪、（ハ）の受光方向のなす角度（ψと前記複数の光源
   （ＬＬ）、（ＬＬ、’、（Ｌｓ）の間の距離とに基いて
   、三角測量の原理により移動体Ｍの位置（α、、β＄′
   ）を検出する移動体の位置検出方法であって、前記複数
   の光源（Ｌｌ）　、　（Ｌｌ）　、　（Ｌｍ）より発射
   されるビーム光■、０．＠を夫々異なる色光を用いるこ
   とを特徴とする移動体の位置検出方法。