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JP2509551B2 - Optical beam transmitter / receiver for guiding a moving body - Google Patents

Optical beam transmitter / receiver for guiding a moving body

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Publication number
JP2509551B2
JP2509551B2 JP59093137A JP9313784A JP2509551B2 JP 2509551 B2 JP2509551 B2 JP 2509551B2 JP 59093137 A JP59093137 A JP 59093137A JP 9313784 A JP9313784 A JP 9313784A JP 2509551 B2 JP2509551 B2 JP 2509551B2
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JP
Japan
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light beam
scanning
light
angle
axis
Prior art date
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Application number
JP59093137A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS60237508A (en
Inventor
俊弘 津村
博司 巽
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0234Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons
    • G05D1/0236Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons in combination with a laser

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  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車や工場内の無人搬送車等の移
動体を予め設定された誘導ラインに沿って自動的に移動
させるために、前記誘導ラインに沿って配列され、入射
方向に光を反射する複数の光反射手段に向けて光ビーム
を発生するとともに、前記光反射手段からの反射光を受
光する手段を備えた移動体誘導用光ビーム送受装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is directed to automatically moving a moving body such as an automobile or an automated guided vehicle in a factory along a preset guide line. Light for guiding a moving body, which is arranged along a guide line, generates light beams toward a plurality of light reflecting means for reflecting light in an incident direction, and has means for receiving reflected light from the light reflecting means. The present invention relates to a beam transmitting / receiving device.

〔従来技術〕[Prior art]

この種の光ビーム送受装置としては、例えば特開昭59
−15881号公報に開示されている「移動体の自動操舵装
置」において用いられている光ビーム送受装置が従来よ
り知られているが、この従来の光ビーム送受装置によっ
て発生される光ビームは、光ビーム自体を光学的に広げ
て、複数の光反射手段に向けて光ビームを照射し得るよ
うに、光ビーム自体に所定の広がりを持たせる構成であ
った。
An example of this type of light beam transmitting / receiving device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
Although a light beam transmission / reception device used in the "automatic steering device for a moving body" disclosed in Japanese Patent Publication No. 15881 is conventionally known, a light beam generated by this conventional light beam transmission / reception device is The light beam itself has a predetermined spread so that the light beam can be optically expanded and the light beam can be irradiated toward a plurality of light reflecting means.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記のように、光ビームが広がりを有していて、これ
を2軸まわりに揺動させて空間を走査する従来のもので
は、誘導ラインの方向と、広がりのある光ビーム面の方
向との比較が可能であり、このように誘導ラインの方向
に対する光ビーム面の方向のずれ検出が可能であると、
移動体を誘導ラインの直下から離れた位置でも平行に誘
導できて便利に用いることのできるものである。
As described above, in the related art in which the light beam has a spread and is swung around two axes to scan the space, the direction of the guide line and the direction of the spread light beam surface are It is possible to compare, and if it is possible to detect the deviation of the direction of the light beam plane with respect to the direction of the guide line,
The moving body can be conveniently guided because it can be guided in parallel even at a position away from directly below the guiding line.

しかしながら、上記従来構成のものは、以下に示すよ
うな不都合があり、改善の余地があった。
However, the above-mentioned conventional structure has the following inconveniences and has room for improvement.

第1図に示すように、移動体(V)に搭載した光ビー
ム送受装置(A)より、光反射手段としてのコーナーキ
ューブプリズム(cc)に向けて所定の広がりを有する光
ビーム(SO)を進行方向に沿う水平方向軸芯(X)周り
で左右方向に走査し、前記コーナーキューブプリズム
(cc)からの反射光を受光した時点の走査角を検出する
ことによって、移動体(V)がコーナーキューブプリズ
ム(cc)すなわち所定の移動体誘導ラインに追従するよ
うに自動操舵すべく構成してあった。そして、前記光ビ
ーム(SO)の1回の走査に伴って、反射光の受光状態が
以下に示す三通りの場合が発生する可能性がある。
As shown in FIG. 1, a light beam transmitting / receiving device (A) mounted on a moving body (V) outputs a light beam (SO) having a predetermined spread toward a corner cube prism (cc) as a light reflecting means. By scanning in the left-right direction around the horizontal axis (X) along the traveling direction and detecting the scanning angle at the time when the reflected light from the corner cube prism (cc) is received, the moving body (V) makes a corner. It was configured to automatically steer to follow a cube prism (cc), that is, a predetermined moving body guiding line. Then, with one scanning of the light beam (SO), there is a possibility that the light receiving state of the reflected light may be one of the following three cases.

即ち、 (I)反射光を全く受光できない。 That is, (I) the reflected light cannot be received at all.

(II)反射光を1回受光する。(II) Receive the reflected light once.

(III)反射光を複数回受光する。(III) Receive reflected light multiple times.

ここで、上記(I)の反射光を受光できなかった場合
とは、装置の作動が正常である限り光ビーム(SO)の走
査範囲内にコーナーキューブプリズム(cc)が存在しな
かったことを意味するものであり、この状態では自動操
舵制御を行うことはできない。
Here, when the reflected light of the above (I) cannot be received, it means that the corner cube prism (cc) does not exist within the scanning range of the light beam (SO) as long as the operation of the device is normal. This means that automatic steering control cannot be performed in this state.

また、上記(II),(III)の場合としては、次のよ
うな場合がある。
In addition, the above cases (II) and (III) may be as follows.

つまり、光ビーム(SO)の走査範囲のエリア内にコー
ナーキューブプリズム(cc)が1個だけ存在している場
合には、コーナーキューブプリズム(cc)からの反射光
の受光数は1個である。
That is, when only one corner cube prism (cc) exists in the area of the scanning range of the light beam (SO), the number of received reflected light from the corner cube prism (cc) is one. .

そして、光ビーム(SO)の走査範囲のエリア内にコー
ナーキューブプリズム(cc)が2個存在し、移動体
(V)の進行方向が誘導ラインの方向とは異なる状態で
ある場合には、各コーナーキューブプリズム(cc)から
の反射光の受光時点の差が、前記水平方向軸芯(X)周
りで走査角度が異なることにより明瞭に判別されるの
で、受光数は2個と認識される。
Then, when two corner cube prisms (cc) exist in the area of the scanning range of the light beam (SO) and the traveling direction of the moving body (V) is different from the direction of the guide line, Since the difference in the time of receiving the reflected light from the corner cube prism (cc) is clearly discriminated by the difference in scanning angle around the horizontal axis (X), the number of received light is recognized as two.

ところが、光ビーム(SO)の走査範囲のエリア内にコ
ーナーキューブプリズム(cc)が2個存在していても、
移動体(V)の進行方向が誘導ラインの方向と平行であ
る場合には、各コーナーキューブプリズム(cc)からの
反射光の受光時点の差を前記水平方向軸芯(X)周りの
走査角度差として認識することできないため、複数の受
光があったことを判別することができず、受光数は1個
と認識されてしまう。
However, even if there are two corner cube prisms (cc) in the area of the scanning range of the light beam (SO),
When the traveling direction of the moving body (V) is parallel to the direction of the guide line, the difference in the light reception time of the reflected light from each corner cube prism (cc) is taken as the scanning angle around the horizontal axis (X). Since it cannot be recognized as a difference, it is impossible to determine that a plurality of received lights have been received, and the number of received lights is recognized as one.

このように、従来技術のものでは、光ビーム(SO)の
走査範囲にコーナーキューブプリズム(cc)が1個しか
ない場合と、複数のコーナーキューブプリズム(cc)か
ら同時に反射光を受光、すなわち移動体(V)が誘導ラ
インに対して平行となっている状態の場合とが区別でき
ず、この状態での適正な自動操舵制御が行われ難いもの
であった。
As described above, in the conventional technology, the case where there is only one corner cube prism (cc) in the scanning range of the light beam (SO) and the case where the plurality of corner cube prisms (cc) simultaneously receive reflected light, that is, move It cannot be distinguished from the case where the body (V) is parallel to the guide line, and it is difficult to perform appropriate automatic steering control in this state.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、
その目的は、光ビーム送受装置として大きな出力を要す
る大型のものを必要とせず、発生された光ビームの複数
の光反射手段からの反射光を、各光反射手段ごとに各別
に検出できるようにした移動体誘導用光ビーム送受装置
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
Its purpose is not to require a large-sized light beam transmission / reception device which requires a large output, and to detect the reflected light from a plurality of light reflection means of the generated light beam separately for each light reflection means. Another object of the present invention is to provide a light beam transmission / reception device for guiding a moving body.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために講じた本発明の技術手段
は、予め設定された誘導ラインに沿って配列され、かつ
入射方向に光を反射するように構成されている複数の光
反射手段に向けて光ビームを放射するとともに、前記光
反射手段からの反射光を受光する手段を備えた移動体誘
導用光ビーム送受装置において、スポット状の光ビーム
を発生する光源と、その光ビームを回動走査自在な光ビ
ーム走査装置とを備え、 この光ビーム走査装置を、移動体の進行方向に対して
直交する方向の縦方向軸芯周りで光ビームを回動走査す
るための第2光ビーム走査手段と、前記縦方向軸芯に交
差する水平方向軸芯周りで光ビームを回動走査するため
の第1光ビーム走査手段と、それらの両軸芯に対して交
差する所定の軸芯周りで光ビームを回動走査するための
第3光ビーム走査手段との組合せで、前記の三方向の軸
芯の夫々を揺動中心として、前記光ビームを回動走査自
在に構成するとともに、 前記水平方向と縦方向との両軸芯に対して交差する前
記所定の軸芯を揺動中心として光ビームを走査する第3
光ビーム走査手段では、前記所定の軸芯を揺動中心とす
る所定角度範囲の全体に亘ってスポット状の光ビームを
反復走査し、かつ、その反復走査速度を、前記水平方向
と縦方向との両軸芯周りでの光ビームの回動走査速度よ
りも充分高速に設定することにより、前記所定角度範囲
に相当する広がりを有した仮想光ビーム面を形成するよ
うに構成され、 さらに、前記反射光受光時点での縦方向軸芯周りでの
第2光ビーム走査手段の走査角度を検出する第2走査角
検出手段と、前記水平方向軸芯周りでの第1光ビーム走
査手段の走査角度を検出する第1走査角検出手段と、前
記スポット状の光ビームの前記所定の軸芯周りでの走査
角度を検出する第3走査角検出手段とを備えるととも
に、 前記所定の軸芯軸周りでビーム照射範囲を変更操作自
在なビーム照射範囲変更装置を備え、このビーム照射範
囲変更装置に前記各走査角検出手段からの検出信号に基
づく制御指令を出力して、前記第1〜第3光ビーム走査
手段により形成される照射範囲の光ビームが複数の光反
射手段に入るように、ビーム照射範囲を変更調節する照
射範囲制御手段を備えていることである。
The technical means of the present invention taken to achieve the above object is directed to a plurality of light reflecting means arranged along a preset guide line and configured to reflect light in the incident direction. A light source for emitting and receiving a light beam, and a light guide device for guiding a moving body, comprising a means for receiving the reflected light from the light reflecting means, and a light source for generating a spot-like light beam, and the light beam is rotationally scanned. A second light beam scanning device for rotating and scanning the light beam around a vertical axis centering in a direction orthogonal to the traveling direction of the moving body. A first light beam scanning means for rotationally scanning a light beam around a horizontal axis that intersects the vertical axis, and a light around a predetermined axis that intersects both of these axis. For rotating and scanning the beam In combination with the third light beam scanning means, the light beam is configured to be rotatable and scannable about each of the three directional axis centers as swing centers, and both the horizontal axis and the vertical axis axis. Scanning the light beam with the predetermined axis that intersects with respect to the swing center as a swing center
The light beam scanning means repeatedly scans the spot-shaped light beam over the entire predetermined angle range with the predetermined axis as the swing center, and the repetitive scanning speed is set to the horizontal direction and the vertical direction. Is set to be sufficiently higher than the rotational scanning speed of the light beam around the two axis cores, to form a virtual light beam surface having a spread corresponding to the predetermined angle range. Second scanning angle detecting means for detecting a scanning angle of the second light beam scanning means around the vertical axis at the time of receiving the reflected light, and scanning angle of the first light beam scanning means around the horizontal axis. And a third scanning angle detecting means for detecting a scanning angle of the spot-shaped light beam around the predetermined axis, and a third scanning angle detecting means for detecting the scanning angle around the predetermined axis. Freely change the beam irradiation range A beam irradiation range changing device is provided, and a control command based on a detection signal from each of the scanning angle detecting means is output to the beam irradiation range changing device to form an irradiation range formed by the first to third light beam scanning means. The irradiation range control means for changing and adjusting the irradiation range of the beam is provided so that the light beam of (1) enters a plurality of light reflecting means.

〔作用〕[Action]

上記技術手段を講じたことによる作用は次の通りであ
る。
The effect of taking the above technical means is as follows.

すなわち、移動体の進行方向に対して直交する方向の
縦方向軸芯と、前記縦方向軸芯に交差する水平方向軸芯
との両軸芯周りで光ビームを回動走査自在な光ビーム走
査装置において、複数の光反射手段に向けて照射し得る
ように光ビームの照射範囲に予め所定の広がり角度を持
たせて照射するのではなく、前記所定の広がり角度範囲
よりはるかに小範囲を照射するものであるところのスポ
ット状の光ビームを、前記の所定の広がり角度範囲にわ
たって高速に走査することによって、実質的に従来と同
様の所定の広がりを有する光ビームと同等な、広範囲に
対する照射機能を有した仮想光ビーム面を形成すること
ができる。
That is, a light beam scan capable of rotating and scanning a light beam around both axial cores of a vertical axis perpendicular to the traveling direction of the moving body and a horizontal axis intersecting the vertical axis. In the device, the irradiation range of the light beam is not pre-irradiated with a predetermined divergence angle so as to irradiate a plurality of light reflecting means, but is irradiated with a range much smaller than the predetermined divergence angle range. By scanning the spot-like light beam, which is to be used, at a high speed over the predetermined spread angle range, an irradiation function for a wide range substantially equivalent to a light beam having a predetermined spread similar to the conventional one. It is possible to form a virtual light beam surface having

したがって、その仮想光ビーム面を用いて、前記所定
の広がりを有した光ビームに近似した複数の光反射手段
に対する照射を行えるものでありながら、実際に照射さ
れる光ビームはスポット状のものであり、かつ、仮想光
ビーム面内でのスポット状の光ビームの高速での反復走
査時の走査角度を検出可能であるので、移動体の進行方
向が誘導ラインの方向と平行である場合にも、複数個の
光反射手段から同時に受光することがない。これによ
り、1回の走査中に何回受光してもその受光方向を判別
することが可能であり、複数の反射光を一つの信号と誤
認することもない。
Therefore, while the virtual light beam surface can be used to irradiate a plurality of light reflecting means that are similar to the light beam having the predetermined spread, the light beam that is actually irradiated is a spot-like one. Also, since the scanning angle during high-speed repetitive scanning of the spot-shaped light beam in the virtual light beam plane can be detected, even when the traveling direction of the moving body is parallel to the direction of the guide line. In addition, light is not simultaneously received from a plurality of light reflecting means. This makes it possible to determine the light-receiving direction no matter how many times the light is received during one scan, and to prevent a plurality of reflected lights from being mistaken as one signal.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

前記の構成から、次の効果を得られる。 The following effects can be obtained from the above configuration.

誘導ラインの方向と、広がりのある光ビーム面の方向
との比較を可能にして、移動体を誘導ラインの直下から
離れた位置でも平行に誘導できるようにしながらも、予
め所定の広がりのある光ビームを用いた従来構成では避
けられなかったところの、光ビームの照射範囲内におけ
る複数の光反射手段からの反射光の同時受光を避けるこ
とができるので、光ビームの照射範囲内にあるすべての
光反射手段からの反射光を確実に個別に受光して、光反
射手段からの反射光が複数検出された場合に、それに基
づいて誘導ラインの方向と光ビーム面の方向とのずれを
割り出し、移動体の移動方向を精度よく制御することが
できる。
The direction of the guide line can be compared with the direction of the divergent light beam surface so that the moving body can be guided in parallel even at a position away from directly below the guide line, but the light with a predetermined spread Since it is possible to avoid simultaneous reception of the reflected light from a plurality of light reflecting means within the irradiation range of the light beam, which is inevitable in the conventional configuration using the beam, it is possible to avoid all light beams within the irradiation range of the light beam. When the reflected light from the light reflecting means is received individually, and when a plurality of reflected light from the light reflecting means is detected, the deviation between the direction of the guide line and the direction of the light beam surface is determined based on the detected light. The moving direction of the moving body can be accurately controlled.

しかも、光源で発生した光が、拡開用のレンズなどを
用いて広い範囲に大きく拡開された状態で照射されるの
ではなく、照射される光ビーム自体はスポット状の光ビ
ームのままで、かつ高速で照射され、その走査角度を検
出されるものであるから、光ビームの強さが広い範囲へ
の拡開によって弱められてしまうという不都合がない点
でも有利である。
Moreover, the light generated by the light source is not emitted in a state where it is widely spread over a wide range using a lens for spreading, and the light beam itself is a spot-shaped light beam. Moreover, since the irradiation is performed at a high speed and the scanning angle is detected, it is also advantageous in that there is no inconvenience that the intensity of the light beam is weakened by the spread over a wide range.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

〈装置の全体構成〉 第2図〜第4図に示すように、光ビーム送受装置は、
スポット状の平行光ビーム(SO)を発生する光源として
のレーザ発生器(2)と、その光ビーム(SO)を回動走
査自在な光ビーム走査装置(A)とを備えて構成されて
いる。
<Overall Configuration of Device> As shown in FIG. 2 to FIG.
A laser generator (2) as a light source for generating a spot-shaped parallel light beam (SO) and a light beam scanning device (A) capable of rotating and scanning the light beam (SO) are provided. .

前記光源としてのレーザ発生器(2)は、前記水平方
向軸芯(X)周りにモータ(M1)によって回動走査自在
に軸支された円筒状部材(1)の内部に設けられ、この
レーザ発生器(2)より発生され、レンズ(3)によっ
て所定の大きさのスポット状の平行光ビーム(SO)にし
て、前記ビームスキャナ(4)で前記円筒状部材(1)
の周面に設けたスリット(5)より照射するように構成
されている。
The laser generator (2) as the light source is provided inside a cylindrical member (1) which is rotatably and rotatably supported by a motor (M1) around the horizontal axis (X). The cylindrical member (1) is generated by a generator (2) and converted into a spot-shaped parallel light beam (SO) of a predetermined size by a lens (3) and then by the beam scanner (4).
Irradiation is performed from a slit (5) provided on the peripheral surface of the.

前記円筒状部材(1)は、移動体(V)に対して、前
記水平方向軸芯(X)周りで前記モータ(M1)により、
また、前記縦方向軸芯(Y)周りでモータ(M2)によっ
て回動自在に軸支してあり、スリット(5)から照射さ
れる光ビーム(SO)の走査方向の向きを変更可能に構成
してある。
The cylindrical member (1) is moved by the motor (M1) around the horizontal axis (X) with respect to the moving body (V),
Further, it is rotatably supported by a motor (M2) around the vertical axis (Y) so that the scanning direction of the light beam (SO) emitted from the slit (5) can be changed. I am doing it.

そして、前記光ビーム走査装置(A)は、移動体
(V)の進行方向に対して直交する方向の縦方向軸芯
(Y)周りで光ビーム(SO)を回動走査するように、前
記円筒状部材(1)を回動操作するための第2光ビーム
走査手段としてのモータ(M2)と、前記縦方向軸芯
(Y)に交差する水平方向軸芯(X)周りで光ビーム
(SO)を回動走査するように前記円筒状部材(1)を回
動操作するための第1光ビーム走査手段としてのモータ
(M1)と、それらの両軸芯(Y),(X)に対して交差
する所定の軸芯(Z)周りで光ビーム(SO)を回動走査
するための第3光ビーム走査手段としてのビームスキャ
ナ(4)との組合せで、前記の三方向の軸芯(X),
(Y),(Z)の夫々を揺動中心として、前記光ビーム
(SO)を回動走査自在に構成されている。
The light beam scanning device (A) rotationally scans the light beam (SO) around a vertical axis (Y) in a direction orthogonal to the traveling direction of the moving body (V). A motor (M2) as a second light beam scanning means for rotating the cylindrical member (1) and a light beam (X) around a horizontal axis (X) intersecting the vertical axis (Y). A motor (M1) as a first light beam scanning means for rotationally operating the cylindrical member (1) so as to rotationally scan SO), and both axial cores (Y), (X) thereof. In combination with a beam scanner (4) as third light beam scanning means for rotationally scanning a light beam (SO) around a predetermined axis (Z) intersecting with each other, the above-mentioned three-direction axis is provided. (X),
The light beam (SO) is configured to be rotatable and scannable about each of (Y) and (Z) as a swing center.

前記ビームスキャナ(4)は、ドライバ(6)からの
入力信号変化に比例して前記平行光ビーム(SO)の照射
方向を高速に偏光すべく構成されているものであって、
ガルバノメータ等機械的に光の反射方向を変化させるこ
とができるものや電磁的に偏光するもの等どのようなも
のでもよく、所定角度(φ)の範囲で高速に偏光可能な
ものであればよい。また、前記ドライバ(6)によるビ
ームスキャナ(4)駆動信号は、制御装置(B)で検出
され、ドライバ(6)による駆動指令を受けた時点のビ
ームスキャナ(4)からの照射光の位置を検出できるよ
うに構成されている。
The beam scanner (4) is configured to polarize the irradiation direction of the parallel light beam (SO) at high speed in proportion to a change in the input signal from the driver (6),
Any material such as a galvanometer capable of mechanically changing the light reflection direction or electromagnetically polarized light may be used as long as it can be polarized at a high speed within a predetermined angle (φ) range. The beam scanner (4) drive signal from the driver (6) is detected by the control device (B), and the position of the irradiation light from the beam scanner (4) at the time of receiving the drive command from the driver (6) is determined. It is configured for detection.

つまり、前記ビームスキャナ(4)によるスポット状
の平行光ビーム(SO)の反復走査速度を、前記水平方向
と縦方向との両軸芯(X),(Y)周りでの光ビーム
(SO)の回動走査速度よりも充分高速に設定することに
より、前記所定角度(φ)範囲に相当する広がりを有し
た仮想光ビーム面(S)を形成するように構成してあ
り、かつ、その仮想ビーム面(S)内における光ビーム
(SO)自体の第3走査角度(θs)位置を、前記ドライ
バ(6)からビームスキャナ(4)の駆動信号を検出信
号として利用することにより検出できるように構成して
ある。
That is, the repetitive scanning speed of the spot-shaped parallel light beam (SO) by the beam scanner (4) is set to the light beam (SO) around both the horizontal and vertical axial centers (X) and (Y). Is set to be sufficiently higher than the rotational scanning speed of the virtual light beam surface (S) having a spread corresponding to the predetermined angle (φ) range. The third scanning angle (θs) position of the light beam (SO) itself within the beam surface (S) can be detected by using the drive signal of the beam scanner (4) from the driver (6) as a detection signal. Configured.

更に、前記レーザ発光器(2)、レンズ(3)、およ
びビームスキャナ(4)は、前記円筒状部材(1)の内
部において、前記平行光ビーム(SO)の偏光走査中心
(a)を通る軸芯(Z)周りに回動自在に軸支された支
持フレーム(7)上に搭載設置してあり、その支持フレ
ーム(7)全体を、ビーム照射範囲変更装置としてのモ
ータ(M3)によって前記軸芯(Z)周りに回動操作する
ことによって、光ビーム(SO)の発生方向を変更可能に
構成してある。このモータ(M3)による前記ビーム照射
範囲の変更は、ビーム照射範囲制御手段としての前記制
御装置(B)の指令に基づいて行われるものである。
又、前記円筒状部材(1)は、移動体(V)に対して、
その進行方向並びに前記モータ(M1)による回動軸芯
(X)に直交する方向の縦方向軸芯(Y)周りにモータ
(M2)によって回動自在に軸支してあり、移動体(V)
に対する光ビーム(SO)の高速での反復走査方向の向き
を変更可能に構成してある。
Further, the laser emitter (2), the lens (3), and the beam scanner (4) pass through the polarization scanning center (a) of the parallel light beam (SO) inside the cylindrical member (1). It is mounted on a support frame (7) rotatably supported around an axis (Z), and the entire support frame (7) is moved by a motor (M3) as a beam irradiation range changing device. The direction of generation of the light beam (SO) can be changed by rotating around the axis (Z). The change of the beam irradiation range by the motor (M3) is performed based on a command from the control device (B) as the beam irradiation range control means.
Further, the cylindrical member (1) is
A motor (M2) is rotatably supported around a vertical axis (Y) in a direction orthogonal to the traveling direction and a rotational axis (X) by the motor (M1), and the moving body (V )
The light beam (SO) is configured to be capable of changing the direction of the repetitive scanning direction at high speed.

〈機能及び動作説明〉 以下、上記構成になる光ビーム送受装置を、誘導ライ
ン(L)に沿って自動的に移動体(V)を移動させるべ
く、複数のコーナーキューブプリズム(cc)・・に向け
て前記光ビーム(SO)を発生するとともに、前記スリッ
ト(5)の近傍に設けた反射光受光手段としての受光器
(8),(8)による反射光受光結果に基づいて、移動
体(V)の移動方向を自動操舵する制御装置(B)に適
用した場合について説明する。
<Explanation of Function and Operation> In the following, the light beam transmitting / receiving apparatus having the above-mentioned configuration is provided with a plurality of corner cube prisms (cc) so as to automatically move the moving body (V) along the guide line (L). The light beam (SO) is generated toward the moving body (SO) based on the reflected light reception result by the light receivers (8), (8) as reflected light receiving means provided in the vicinity of the slit (5). The case of application to the control device (B) for automatically steering the moving direction of V) will be described.

第5図に示すように、制御装置(B)は、前記各モー
タ(M1),(M2),(M3)の回動角を検出するエンコー
ダ(EC1),(EC2),(EC3)の信号、受光器(8),
(8)からの受光信号、およびビームスキャナ(4)の
ドライバ(6)の走査信号の各信号を入力され、前記受
光器(8),(8)による反射光受光時点における前記
各エンコーダ(EC1),(EC2),(EC3)、及びドライ
バ(6)の各信号により、コーナーキューブプリズム
(cc)に対する移動体(V)の向きおよび走行方向を自
動的に修正すべく、操舵用のモータ(M4)を駆動するよ
うに構成してある。
As shown in FIG. 5, the control device (B) outputs signals of encoders (EC1), (EC2), (EC3) for detecting the rotation angles of the motors (M1), (M2), (M3). , Receiver (8),
Each signal of the received light signal from (8) and the scanning signal of the driver (6) of the beam scanner (4) is input, and each encoder (EC1 at the time of receiving the reflected light by the light receivers (8), (8) ), (EC2), (EC3), and the driver (6) signals are used to automatically correct the direction of the moving body (V) with respect to the corner cube prism (cc) and the traveling direction of the steering motor ( It is configured to drive M4).

尚、図中の符号(ROM)は制御プログラムを予め記憶
してあるメモリで、(RAM)は実際の制御に必要な各種
カウンタ(C)やレジスタ(θx,θy,θF,θx1,θx2,θ
s1,θs2)等の、各種検出情報や制御パラメータを一時
記憶するメモリであり、(cpu)は制御装置(B)の主
要部を構成するマイクロコンピュータである。
Reference numeral (ROM) in the drawing is a memory in which a control program is stored in advance, and (RAM) is various counters (C) and registers (θx, θy, θF, θx1, θx2, θ) necessary for actual control.
s1, θs2) etc. is a memory for temporarily storing various detection information and control parameters, and (cpu) is a microcomputer constituting a main part of the control device (B).

そして、第6図〜第8図に示すように、移動体(V)
の真上すなわち前記光ビーム走査装置(A)の縦方向軸
芯(Y)方向を、前記水平方向軸芯(X)周りの第1走
査角度(θx)を検出するエンコーダ(EC1)の基準角
度とする。
Then, as shown in FIGS. 6 to 8, the moving body (V)
Directly above, that is, the vertical axis (Y) direction of the light beam scanning device (A), the reference angle of the encoder (EC1) for detecting the first scanning angle (θx) around the horizontal axis (X). And

一方、エンコーダ(EC2)は、第7図に示すように前
記複数のコーナーキューブプリズム(cc)・・を結ぶ線
分で構成される誘導ライン(L)に対する平行な仮想線
分(L′)を基準とし、その仮想線分(L′)と、移動
体(V)の直進方向(b)との前記縦方向軸芯(Y)周
りでのずれ角である第2走査角度(θy)を検出する。
On the other hand, the encoder (EC2) forms a virtual line segment (L ') parallel to the guide line (L) composed of the line segments connecting the plurality of corner cube prisms (cc) ... As shown in FIG. As a reference, the second scanning angle (θy), which is a deviation angle between the virtual line segment (L ′) and the straight traveling direction (b) of the moving body (V) around the vertical axis (Y), is detected. To do.

尚、第7図に一点鎖線による仮想線で示すエリア(e
1)は、前記移動体(V)の進行方向(b)に前記水平
方向軸芯(X)を沿わせた場合の、光ビーム(SO)の走
査される範囲を示し、二点鎖線による仮想線で示すエリ
ア(e2)は、前記水平方向軸芯(X)を前記誘導ライン
(L)に平行な仮想線分(L′)に沿わせた場合の光ビ
ーム(SO)の走査される範囲を示している。
It should be noted that the area (e
1) shows the scanning range of the light beam (SO) when the horizontal axis (X) is aligned with the moving direction (b) of the moving body (V), and is shown by a two-dot chain line. The area (e2) indicated by a line is a scanning range of the light beam (SO) when the horizontal axis (X) is along an imaginary line segment (L ') parallel to the guide line (L). Is shown.

そして、前記縦方向軸芯(Y)と水平方向軸芯(X)
とに交差する所定の軸芯(Z)周りでの第3走査角度
(θs)としては、前記ドライバ(6)によるビームス
キャナ(4)の駆動信号によって検出すべく構成してあ
る。この第3走査角度(θs)は、光ビーム(SO)の前
記基準となる縦方向軸芯(Y)からの光ビーム走査方向
両側における検出回動角(θs1),(θs2)に対応する
信号が検出される。
And, the vertical axis (Y) and the horizontal axis (X)
The third scanning angle (θs) around the predetermined axis (Z) intersecting with is detected by the drive signal of the beam scanner (4) from the driver (6). The third scanning angle (θs) is a signal corresponding to the detection rotation angles (θs1) and (θs2) on both sides of the light beam (SO) in the light beam scanning direction from the reference vertical axis (Y). Is detected.

前記受光器(8),(8)からの受光信号は、図5に
示すように、ORゲート(G1)に入力され、このORゲート
(G1)の出力は、夫々一方の入力に前記エンコーダ(EC
1),(EC2)からの信号を入力されたANDゲート(G
2),(G3)の他方の入力に接続し、このANDゲート(G
2),(G3)より反射光受光時点の前記移動体(V)の
誘導ライン(L)に対する横方向および進行方向の第1,
第2走査角度(θx),(θy)をマイクロコンピュー
タ(cpu)に出力すべく構成してある。
The received light signals from the photodetectors (8) and (8) are input to an OR gate (G1) as shown in FIG. 5, and the output of this OR gate (G1) is input to the encoder ( EC
1), AND gate (G2) to which signals from (EC2) are input
2) and (G3) are connected to the other input, and this AND gate (G
2), from (G3), the first and the lateral directions and the traveling direction with respect to the guide line (L) of the moving body (V) at the time of receiving reflected light.
The second scanning angles (θx) and (θy) are output to the microcomputer (cpu).

また、前記受光器(8),(8)からの受光信号は、
前記ドライバ(6)からのビームスキャナ(4)の走査
角に対応する信号を一方の入力に接続されたANDゲート
(G4)にも伝達され、反射光受光時点の光ビーム発生方
向に対応する走査角(θs)をマイクロコンピュータ
(cpu)に出力すべく構成してある。
The received light signals from the light receivers (8) and (8) are
The signal corresponding to the scanning angle of the beam scanner (4) from the driver (6) is also transmitted to the AND gate (G4) connected to one input, and the scanning corresponding to the light beam generation direction at the time of receiving the reflected light. It is configured to output the angle (θs) to a microcomputer (cpu).

上記構成の光ビーム送受装置を備えた移動体(V)を
複数のコーナーキューブプリズム(cc)で構成される誘
導ライン(L)に進行方向を沿わせて自動操舵制御する
場合の手順に付いて説明する。
Regarding the procedure for automatic steering control of a moving body (V) equipped with the light beam transmitting / receiving device having the above-mentioned configuration along a traveling direction along a guide line (L) composed of a plurality of corner cube prisms (cc) explain.

実際の作業では、まず移動体(V)を複数のコーナー
キューブプリズム(cc)で構成される誘導ライン(L)
に進行方向を沿わせてその近くに位置させ、スタートす
るのが一般的ではあるが、本発明装置の機能を理解し易
くするため、移動体(V)の進行方向(b)が誘導ライ
ン(L)に対して大きく異なる状態でスタートする場合
を例に説明する。
In the actual work, first, the moving body (V) is guided by a guide line (L) composed of a plurality of corner cube prisms (cc)
It is common to start the vehicle by moving it along the direction of travel and locating in the vicinity thereof, but in order to make it easier to understand the function of the device of the present invention, the direction of travel (b) of the moving body (V) is set to the guide line ( As an example, a case of starting in a state that is significantly different from L) will be described.

この例では、移動体(V)が光ビームを走査する範囲
としての設定されているスタート時点のエリア(e)内
には、各コーナーキューブプリズム(cc)のいずれも存
在していないので、移動体(V)はスタート時点の舵角
を維持したまま前進する。
In this example, since none of the corner cube prisms (cc) are present in the area (e) at the start point, which is set as the range in which the moving body (V) scans the light beam, the moving body (V) is moved. The body (V) moves forward while maintaining the steering angle at the start.

移動体(V)の進行中は、その進行方向に対して前後
方向の所定角度(φ)に亘ってビームスキャナ(4)に
よって光ビーム(SO)を高速走査しながら、前記モータ
(M1)を交互に正・逆転作動させて軸芯(X)周りすな
わち移動体(V)に対して横方向に光ビーム(SO)を走
査して、複数のコーナーキューブプリズム(cc)からの
反射光を受光するまで、上記操作を繰り返す。
While the moving body (V) is moving, the motor (M1) is driven while the light beam (SO) is scanned at high speed by the beam scanner (4) over a predetermined angle (φ) in the front-back direction with respect to the moving direction. By alternately operating forward and reverse, the light beam (SO) is scanned around the axis (X), that is, in the lateral direction with respect to the moving body (V), and the reflected light from a plurality of corner cube prisms (cc) is received. The above operation is repeated until.

しばらく前進して、各コーナーキューブプリズム(c
c)のうちの1個のコーナーキューブプリズム(cc)が
エリア(e)内に捕捉された状態でも、この時点では誘
導ライン(L)の方向を識別できないので、そのまま移
動体(V)は前進する。
Go forward for a while and move each corner cube prism (c
Even if one of the corner cube prisms (cc) in (c) is captured in the area (e), the direction of the guide line (L) cannot be identified at this point, so the moving body (V) moves forward as it is. To do.

さらに前進して、エリア(e)内に2個のコーナーキ
ューブプリズム(cc)が捕捉されると、その2個のコー
ナーキューブプリズム(cc)の位置から、移動体(V)
に対する誘導ライン(L)の方向を識別した後、エリア
(e)の向きを変えながら誘導ライン(L)に沿わせる
ように移動体(V)の進行方向を自動操舵制御する。つ
まり、前記2個のコーナーキューブ(cc)からの反射光
が受光されると、そのふたつのコーナーキューブプリズ
ム(cc)からの反射光に基づいて前記誘導ライン(L)
の方向を判別し、その誘導ライン(L)に対する移動体
(V)の向きのずれに対応する第2走査角度(θy)を
検出し、この第2走査角度(θy)の検出結果に基い
て、必要に応じて前記操舵用モータ(M4)を駆動しして
移動体(V)の移動方向を前記誘導ライン(L)に沿わ
せるように自動修正するのである。
When further moving forward and two corner cube prisms (cc) are captured in the area (e), the moving body (V) is moved from the positions of the two corner cube prisms (cc).
After identifying the direction of the guide line (L) with respect to the guide line (L), the traveling direction of the moving body (V) is automatically steered so as to follow the guide line (L) while changing the direction of the area (e). That is, when the reflected light from the two corner cubes (cc) is received, the guide line (L) is generated based on the reflected light from the two corner cube prisms (cc).
Is detected, the second scanning angle (θy) corresponding to the deviation of the direction of the moving body (V) with respect to the guide line (L) is detected, and based on the detection result of the second scanning angle (θy). If necessary, the steering motor (M4) is driven to automatically correct the moving direction of the moving body (V) so as to follow the guide line (L).

すなわち、2個のコーナーキューブプリズム(cc)の
夫々の位置が水平方向軸芯(X)周りでの角度差をもっ
てエンコーダ(EC1)により検出され、移動体(V)の
直進方向(b)を含む鉛直面に対する前記各コーナーキ
ューブプリズム(cc)位置の角度がわかるので、両コー
ナーキューブプリズム(cc)からの受光時点の角度差を
減少させる方向に前記円筒状部材(1)を縦方向軸芯
(Y)周りでモータ(M2)により駆動し、角度差が零に
なった時点、つまり、誘導ライン(L)と平行な仮想線
分(L′)が割り出された時点で前記モータ(M2)を停
止し、このときの縦方向軸芯(Y)まわりでの円筒状部
材(1)の移動量をエンコーダ(EC2)で検出し、これ
が第2走査角度(θy)として認識される。
That is, the respective positions of the two corner cube prisms (cc) are detected by the encoder (EC1) with an angular difference around the horizontal axis (X), and include the straight traveling direction (b) of the moving body (V). Since the angle of each corner cube prism (cc) position with respect to the vertical plane can be known, the vertical axis of the cylindrical member (1) is set to the direction in which the angle difference at the time of receiving light from both corner cube prisms (cc) is reduced. The motor (M2) is driven by a motor (M2) around Y) and the angle difference becomes zero, that is, the virtual line segment (L ') parallel to the guide line (L) is determined. Is stopped, and the amount of movement of the cylindrical member (1) around the vertical axis (Y) at this time is detected by the encoder (EC2), and this is recognized as the second scanning angle (θy).

そして、何等かの要因で移動体(V)の向きが再び変
化し始めたとき、エリア(e)内に複数のコーナーキュ
ーブプリズム(cc)を捕捉している状態であれば、直ち
に 移動体(V)の向きが修正される。また、エリア
(e)内に1個のコーナーキューブプリズム(cc)だけ
を捕捉している状態であれば、そのままの舵角を維持し
て前進し、エリア(e)内に複数のコーナーキューブプ
リズム(cc)が捕捉される状態になった時点で前述のよ
うに自動操舵制御される。
Then, when the direction of the moving body (V) starts to change again due to some factor, if a plurality of corner cube prisms (cc) are captured in the area (e), the moving body (V The direction of V) is corrected. In addition, if only one corner cube prism (cc) is captured in the area (e), the steering angle is maintained as it is, and the corner cube prism is moved forward, and a plurality of corner cube prisms are arranged in the area (e). When (cc) is captured, automatic steering control is performed as described above.

次に、移動体(V)の移動方向が誘導ライン(L)に
沿う状態になったことが検出されると、エンコーダ(EC
1)の信号に基づいて、移動体(V)の真上すなわち前
記光ビーム走査装置(A)の縦方向軸芯(Y)からの前
記水平方向軸芯(X)周りの第1走査角度(θx)を検
出する。つまり、移動体(V)の移動方向が誘導ライン
(L)に沿う状態での、移動体(V)と誘導ライン
(L)との位置ずれを検出し、ずれの量が所定以上であ
ると、移動体(V)が誘導ライン(L)に近づくように
操舵用モータ(M4)を駆動する。
Next, when it is detected that the moving direction of the moving body (V) is along the guide line (L), the encoder (EC
Based on the signal of 1), the first scanning angle (around the horizontal axis (X) from the vertical axis (Y) of the light beam scanning device (A) right above the moving body (V)). θx) is detected. That is, when the moving direction of the moving body (V) is along the guide line (L), the positional deviation between the moving body (V) and the guiding line (L) is detected, and the amount of the deviation is equal to or more than a predetermined value. , The steering motor (M4) is driven so that the moving body (V) approaches the guide line (L).

そして、第6図に示すように、ふたつのコーナーキュ
ーブプリズム(cc1),(cc2)からの反射光を受光した
時点の各走査角(θs1),(θs2)を検出すると、前記
走査角(θs1),(θs2)の差をチェックして、その差
が所定角(Δθs)以上有る場合は前記モータ(M1)の
作動を停止させ、その差が正負いずれの側に生じたかを
判別して、モータ(M3)を正転または逆転作動させて、
ふたつのコーナーキューブプリズム(cc1),(cc2)よ
り同じ程度の走査角(θs)で受光、すなわち光ビーム
送受装置の発生光ビーム(SO)の走査角範囲に相当する
所定角度(φ)内にふたつのコーナーキューブプリズム
(cc1),(cc2)が入るように光ビーム走査装置(A)
よる光ビーム(SO)の照射方向を制御する。
Then, as shown in FIG. 6, when the scanning angles (θs1) and (θs2) at the time of receiving the reflected light from the two corner cube prisms (cc1) and (cc2) are detected, the scanning angles (θs1 ), (Θs2) is checked, and if the difference is greater than or equal to a predetermined angle (Δθs), the operation of the motor (M1) is stopped, and it is determined whether the difference has occurred on the positive or negative side. Operate the motor (M3) in forward or reverse direction,
Light is received by the two corner cube prisms (cc1) and (cc2) at the same scan angle (θs), that is, within a predetermined angle (φ) corresponding to the scan angle range of the light beam (SO) generated by the light beam transmitter / receiver. Light beam scanning device (A) so that two corner cube prisms (cc1) and (cc2) can be inserted
Controls the irradiation direction of the light beam (SO).

前記検出走査角(θs1),(θs2)の差が所定角(Δ
θs)より小さくなるとモータ(M3)を停止させ、この
ときのエンコーダ(EC3)の出力から、前記縦方向軸芯
(Y)と鉛直線に対するビームの走査角範囲に相当する
所定角度(φ)範囲の中心線(a)に対するずれ角度
(θF)を検出し、このずれ角度(θF)を機体進行に
合わせて適正に調整するのである。
The difference between the detection scan angles (θs1) and (θs2) is a predetermined angle (Δ
When it becomes smaller than θs), the motor (M3) is stopped, and from the output of the encoder (EC3) at this time, a predetermined angle (φ) range corresponding to the scanning angle range of the beam with respect to the vertical axis (Y) and the vertical line. The deviation angle (θF) with respect to the center line (a) is detected, and this deviation angle (θF) is properly adjusted according to the progress of the machine.

上記ずれ角度(θF)は、ふたつのコーナーキューブ
プリズム(cc1),(cc2)からの反射光を受光した時点
の各走査角(θs1),(θs2)を検出するために用いら
れる。つまり、ふたつのコーナーキューブプリズム(cc
1),(cc2)からの反射光を受光しただけでは、各走査
角(θs1),(θs2)の総和の角度しか判別できない
が、鉛直線(Y)とそれからのずれ角度(θF)が解る
ことから、各走査角(θs1),(θs2)の夫々が識別で
きることになる。
The shift angle (θF) is used to detect the respective scan angles (θs1) and (θs2) at the time when the reflected light from the two corner cube prisms (cc1) and (cc2) is received. In other words, two corner cube prisms (cc
Only by receiving the reflected light from 1) and (cc2), it is possible to determine only the angle of the sum of the scanning angles (θs1) and (θs2), but the vertical line (Y) and the deviation angle (θF) from it can be determined. Therefore, each of the scanning angles (θs1) and (θs2) can be identified.

すなわち、ずれ角度(θF)は、第6図に示す例で表
されるように、ビームの走査角範囲に相当する所定角度
(φ)の中心線(a)が縦方向軸芯(Y)と同一である
所定角度(φ1)範囲では、前記ずれ角度(θF)は零
である。ところが移動体(V)に対するビームの所定角
度(φ)をこの状態にしたままでは、移動体(V)が進
行するにしたがって後方の検出回動角(θs1)が前方の
検出回動角(θs2)よりも次第に大きくなり、そのうち
後方側のコーナーキューブプリズム(cc1)がビームの
走査角範囲に相当する所定角度(φ)範囲から外れてく
ることになる。
That is, in the shift angle (θF), as shown in the example shown in FIG. 6, the center line (a) of the predetermined angle (φ) corresponding to the beam scanning angle range is the vertical axis (Y). In the same predetermined angle (φ1) range, the shift angle (θF) is zero. However, when the predetermined angle (φ) of the beam with respect to the moving body (V) is kept in this state, as the moving body (V) advances, the detected rotation angle (θs1) at the rear side becomes the detected rotation angle (θs2) at the front side. ), The corner cube prism (cc1) on the rear side comes out of the predetermined angle (φ) range corresponding to the scanning angle range of the beam.

したがって、上述のように、ひとつの走査角範囲に相
当する所定角度(φ)範囲内にふたつのコーナーキュー
ブプリズム(cc1),(cc2)が入るように、移動体
(V)の進行にともなってモータ(M3)を前述のように
正転または逆転作動させ、光ビーム走査装置(A)の発
生光ビーム(SO)の照射方向を変更するのであるが、そ
のために所定角度(φ)の中心線(a)の位置を、縦方
向軸芯(Y)に対して所定の角度差、つまり、前記ずれ
角度(θF)が生じる状態に変更する。その結果、照射
方向を変更したビームの所定角度(φ2)の中心線
(a)は、縦方向軸芯(Y)との間に角度差を生じ、図
示のように調節されたずれ角度(θF)が移動体(V)
の進行にともなって増減しながら現れることになり、こ
れによって、前方の検出回動角(θs2)と後方の検出回
動角(θs1)との角度差が少なくなるように発生光ビー
ム(SO)の照射方向が制御される。
Therefore, as described above, as the moving body (V) advances, the two corner cube prisms (cc1) and (cc2) are placed within a predetermined angle (φ) range corresponding to one scanning angle range. As described above, the motor (M3) is normally or reversely operated to change the irradiation direction of the light beam (SO) generated by the light beam scanning device (A). For that purpose, the center line of a predetermined angle (φ) is changed. The position of (a) is changed to a state where a predetermined angle difference with respect to the vertical axis (Y), that is, the deviation angle (θF) is generated. As a result, the center line (a) of the predetermined angle (φ2) of the beam whose irradiation direction has been changed causes an angle difference between the center line (a) and the vertical axis (Y), and the deviation angle (θF) adjusted as shown in the figure. ) Is a moving body (V)
The light beam (SO) is generated so that the angle difference between the front detected rotation angle (θs2) and the rear detected rotation angle (θs1) is reduced. The irradiation direction of is controlled.

〈フローチャートの説明〉 以上説明した制御装置の動作を第9図及び第10図に示
すフローチャートに基づいて説明する。尚、この制御装
置のうち、移動体(V)の操舵制御の手段としては、本
出願の発明者が既に提案した前記特開昭59−15881号公
報に示される公知の技術と同様なものを採用すればよ
い。
<Description of Flowchart> The operation of the control device described above will be described based on the flowcharts shown in FIGS. 9 and 10. In this control device, as the means for controlling the steering of the moving body (V), a device similar to the known technique disclosed in the above-mentioned JP-A-59-15881 has been proposed by the inventor of the present application. You can use it.

まず、第9図のステップ1−0において、移動体
(V)の進行方向における前後方向の所定角度(φ)に
亘ってビームスキャナ(4)がスポット状の光ビーム
(SO)を高速走査するように前記ドライバ(6)を駆動
するとともに、水平方向軸芯(X)周りすなわち移動体
(V)に対して横方向に、前記スポット状の平行光ビー
ム(SO)の反復走査によって形成される前記所定角度
(φ)範囲に相当する広がりを有した仮想光ビーム面
(S)を揺動走査するように前記モータ(M1)を交互に
正・逆転作動させる。
First, in step 1-0 of FIG. 9, the beam scanner (4) scans the spot-like light beam (SO) at high speed over a predetermined angle (φ) in the front-rear direction in the traveling direction of the moving body (V). Drive the driver (6) as described above, and is formed by repetitive scanning of the spot-shaped parallel light beam (SO) around the horizontal axis (X), that is, in the lateral direction with respect to the moving body (V). The motor (M1) is alternately operated in the forward and reverse directions so as to swing and scan the virtual light beam surface (S) having a spread corresponding to the predetermined angle (φ) range.

そして、第9図のステップ1−1において、受光装置
がコーナーキューブプリズム(cc1),(cc2)からの反
射光の有無を検出し、それが複数個あるか否かを判別す
る。反射光が全く検出されない、もしくは一個しか検出
されない場合には、操舵操作を行わない。
Then, in step 1-1 of FIG. 9, the light receiving device detects the presence or absence of the reflected light from the corner cube prisms (cc1) and (cc2), and determines whether or not there are a plurality of them. When no reflected light is detected or only one reflected light is detected, the steering operation is not performed.

次に、コーナーキューブプリズム(cc1),(cc2)か
らの反射光が複数個検出されると、第9図のステップ1
−2に示すように、複数の反射光の方向から誘導ライン
(L)の方向を割り出し、この誘導ライン(L)の方向
に沿うようにモータ(M2)が操作される。
Next, when a plurality of reflected lights from the corner cube prisms (cc1) and (cc2) are detected, step 1 in FIG. 9 is performed.
-2, the direction of the guide line (L) is determined from the directions of the plurality of reflected lights, and the motor (M2) is operated so as to follow the direction of the guide line (L).

そして、第9図のステップ1−3において、第2走査
角度(θy)の検出の有無が判断される。この第2走査
角度(θy)は、第7図に示されるように、コーナーキ
ューブプリズム(cc1)と(cc2)とを結ぶ誘導ライン
(L)と平行な仮想線分(L′)に対して移動体(V)
の直進方向(b)がなす角度である。
Then, in step 1-3 of FIG. 9, it is determined whether or not the second scanning angle (θy) is detected. This second scanning angle (θy) is, as shown in FIG. 7, relative to an imaginary line segment (L ′) parallel to the guide line (L) connecting the corner cube prisms (cc1) and (cc2). Moving body (V)
Is the angle formed by the straight traveling direction (b).

このステップ1−3では、前記モータ(M2)の作動量
を検出するエンコーダ(EC2)の値が入力されるANDゲー
ト(G3)からの出力θyが読み取られ、RAMに記憶され
る。
In step 1-3, the output θy from the AND gate (G3) to which the value of the encoder (EC2) that detects the operation amount of the motor (M2) is input is read and stored in the RAM.

次に、ステップ2において、検出された第2走査角度
(θy)が0か否かが判断される。もし、θyが0でな
ければ、ステップ3に進む。
Next, in step 2, it is determined whether or not the detected second scanning angle (θy) is 0. If θy is not 0, go to step 3.

このステップ3では、θyに基づいて操舵用モータ
(M4)による移動体(V)の操舵が行われる。なお、こ
のステップ3における操舵では、たとえばθyの正負に
応じて操舵用モータ(M4)を正転あるいは逆転させる。
また、θyの大きさに応じて操舵用モータ(M4)の回動
角度を制御する。次にステップ4において、θyレジス
タがクリアされる。その後、ステップ1以下の動作が繰
り返される。
In step 3, the steering motor (M4) steers the moving body (V) based on θy. In the steering in step 3, for example, the steering motor (M4) is normally or reversely rotated depending on whether the y is positive or negative.
Further, the turning angle of the steering motor (M4) is controlled according to the magnitude of θy. Next, in step 4, the θy register is cleared. Then, the operations from step 1 onward are repeated.

ステップ3における操舵によって、移動体(V)の直
進方向がコーナーキューブプリズム(cc1)と(cc2)と
を結ぶ線分と平行になると、θyは0となる。そのこと
がステップ2において判断される。
When the moving direction of the moving body (V) becomes parallel to the line segment connecting the corner cube prisms (cc1) and (cc2) by the steering in step 3, θy becomes 0. That is determined in step 2.

ステップ5においてθxが検出される。このθxはロ
ータリエンコーダ(EC1)の基準角度に対するコーナー
キューブプリズム(cc1)(あるいは(cc2))からの反
射光の開き角である。なお、ステップ3の動作において
既に移動体(V)の直進方向がコーナーキューブプリズ
ム(cc1)と(cc2)とを結ぶ線分と平行にされているた
め、コーナーキューブプリズム(cc1)の反射光の開き
角とコーナーキューブプリズム(cc2)からの反射光の
開き角とは等しくなっている。
In step 5, θx is detected. This θx is the opening angle of the reflected light from the corner cube prism (cc1) (or (cc2)) with respect to the reference angle of the rotary encoder (EC1). In the operation of step 3, since the straight traveling direction of the moving body (V) is already parallel to the line segment connecting the corner cube prisms (cc1) and (cc2), the reflected light of the corner cube prism (cc1) is The opening angle is equal to the opening angle of the reflected light from the corner cube prism (cc2).

次に、ステップ6では、θxとθEとの差が所定以下
になったか否かが判断される。もし、所定以下になって
いなければ、ステップ7の動作が繰り返される。ステッ
プ6においてθxとθEとの差が所定以下になったと判
断されると、θxレジスタに記憶された角度(θx)が
クリアされる。これらステップ5ないし7の操舵制御に
おいて、移動体(V)は予め定められた誘導ライン
(L)に近づけられる。
Next, in step 6, it is judged whether or not the difference between θx and θE is equal to or less than a predetermined value. If not less than the predetermined value, the operation of step 7 is repeated. When it is determined in step 6 that the difference between θx and θE has become equal to or less than the predetermined value, the angle (θx) stored in the θx register is cleared. In the steering control in steps 5 to 7, the moving body (V) is brought close to the predetermined guide line (L).

ステップ7では、前記検出された第1走査角度(θ
x)と、θxレジスタに予め初期設定値として記憶され
た角度(θE)とに基づいて操舵用モータ(M4)が制御
される。すなわち、ステップ7では、θxとθEとの差
が0になる方向に操舵用モータ(M4)が制御される。し
たがって、θEが0に初期設定されているときは、移動
体(V)は各コーナーキューブプリズム(cc)を結ぶ線
分の真下を走るように制御される。これに対し、θEが
正あるいは負のいずれかの値に初期設定されているとき
は、移動体(V)は各コーナーキューブプリズム(cc)
を結ぶ線分の右下あるいは左下を走るように制御され
る。
In step 7, the detected first scanning angle (θ
x) and the angle (θE) stored as an initial setting value in the θx register in advance, the steering motor (M4) is controlled. That is, in step 7, the steering motor (M4) is controlled so that the difference between θx and θE becomes zero. Therefore, when θE is initially set to 0, the moving body (V) is controlled so as to run directly below the line segment connecting the corner cube prisms (cc). On the other hand, when θE is initially set to a positive or negative value, the moving body (V) moves to each corner cube prism (cc).
It is controlled to run to the lower right or the lower left of the line segment connecting the.

そして、ステップ8では、θFが設定及び変更され
る。ステップ8におけるサブルーチンの詳細は第10図に
示される。
Then, in step 8, θF is set and changed. Details of the subroutine in step 8 are shown in FIG.

第10図において、ステップ101では、ふたつのコーナ
ーキューブプリズム(cc1),(cc2)からの反射光を受
光した時点の、前記所定の軸芯(Z)周りでの各走査角
(θs1),(θs2)を検出すると、前記走査角(θs
1),(θs2)の絶対値の差をチェックする。そして、
その差が所定角(Δθs)以上有る場合はステップ102
へ進む。
In FIG. 10, in step 101, the scanning angles (θs1), () around the predetermined axis (Z) at the time when the reflected light from the two corner cube prisms (cc1), (cc2) is received. θs2) is detected, the scanning angle (θs2
Check the difference between the absolute values of 1) and (θs2). And
If the difference is greater than or equal to the predetermined angle (Δθs), step 102
Proceed to.

ステップ102では、水平方向軸芯(X)周りで仮想光
ビーム面(S)を揺動走査していた前記モータ(M1)の
作動を停止させてステップ103へ進む。
In step 102, the operation of the motor (M1) that has been oscillating and scanning the virtual light beam surface (S) around the horizontal axis (X) is stopped, and the process proceeds to step 103.

前記走査角(θs1),(θs2)の夫々は、ビームの走
査角範囲に相当する所定角度(φ)の中心線(a)を境
にして一方側に正の値を、他方側に負の値を設定してあ
り、ステップ103では、両走査角(θs1),(θs2)の
和が正の値であるか負の値であるかを判別している。
Each of the scanning angles (θs1) and (θs2) has a positive value on one side and a negative value on the other side with a center line (a) of a predetermined angle (φ) corresponding to the beam scanning angle range as a boundary. A value is set, and in step 103, it is determined whether the sum of both scanning angles (θs1) and (θs2) is a positive value or a negative value.

ステップ104では、前記ステップ103での判別結果が正
の値であるときにモータ(M3)を正転させ、負の値であ
るときには、ステップ105でモータ(M3)を逆転させる
ように制御される。
In step 104, the motor (M3) is controlled to rotate normally when the result of the determination in step 103 is positive, and when it is negative, the motor (M3) is controlled to reverse in step 105. .

ステップ101からステップ105までの繰り返しにより、
ステップ101での絶対値の差が所定角(Δθs)よりも
小さくなると、ステップ106でモータ(M3)を停止させ
る。そして、ステップ107において、このときのエンコ
ーダ(EC3)の出力に基づいて、鉛直線に対するビーム
の走査角範囲に相当する所定角度(φ)範囲の中心線
(a)に対するずれ角度(θF)を設定するのである。
By repeating steps 101 to 105,
When the difference between the absolute values in step 101 becomes smaller than the predetermined angle (Δθs), the motor (M3) is stopped in step 106. Then, in step 107, based on the output of the encoder (EC3) at this time, the deviation angle (θF) with respect to the center line (a) of the predetermined angle (φ) range corresponding to the beam scanning angle range with respect to the vertical line is set. To do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は光ビーム送受装置の従来例を説明する図面、第
2図乃至第10図は本発明に係わる移動体誘導用光ビーム
送受装置の実施例を示す図面であって、第2図は光ビー
ム送受装置の全体斜視図、第3図はその縦断面図、第4
図は側断面図、第5図は制御システムのブロック図、第
6図〜第8図は光ビーム(SO)と誘導ライン(L)との
関係を示す説明図、第9図及び第10図は制御装置の動作
を示すフロチャートである。 (A)……光ビーム走査装置、(B)……照射範囲制御
手段、(V)……移動体、(cc)……光反射手段、
(S)……仮想光ビーム面、(SO)……スポット状の光
ビーム、(φ)……所定角度、(θs),(θx),
(θy)……走査角度、(X)……水平方向軸芯、
(Y)……縦方向軸芯、(Z)……所定の軸芯、(2)
……光源、(M1)……第1光ビーム走査手段、(M2)…
…第2光ビーム走査手段、(4)……第3光ビーム走査
手段、(EC1)……第1走査角検出手段、(EC2)……第
2走査角検出手段、(6)……第3走査角検出手段、
(8)……反射光受光手段、(M3)……ビーム照射範囲
変更装置。
FIG. 1 is a drawing for explaining a conventional example of a light beam transmitting / receiving apparatus, and FIGS. 2 to 10 are drawings showing an embodiment of a light beam transmitting / receiving apparatus for guiding a moving body according to the present invention. An overall perspective view of the light beam transmitting / receiving device, FIG. 3 is a longitudinal sectional view thereof, and FIG.
FIG. 5 is a side sectional view, FIG. 5 is a block diagram of a control system, FIGS. 6 to 8 are explanatory views showing the relationship between a light beam (SO) and a guide line (L), FIGS. 9 and 10. Is a flow chart showing the operation of the control device. (A) ... light beam scanning device, (B) ... irradiation range control means, (V) ... moving body, (cc) ... light reflecting means,
(S) ... Virtual light beam surface, (SO) ... Spot light beam, (φ) ... Predetermined angle, (θs), (θx),
(Θy) …… scanning angle, (X) …… horizontal axis,
(Y) ... longitudinal axis, (Z) ... predetermined axis, (2)
...... Light source, (M1) …… First light beam scanning means, (M2) ・ ・ ・
Second light beam scanning means, (4) Third light beam scanning means, (EC1) First scanning angle detecting means, (EC2) Second scanning angle detecting means, (6) 3 scanning angle detection means,
(8) …… Reflected light receiving means, (M3) …… Beam irradiation range changing device.

フロントページの続き (72)発明者 巽 博司 堺市石津北町64番地 久保田鉄工株式会 社堺製造所内 (56)参考文献 特開 昭59−62917(JP,A) 特開 昭59−15881(JP,A) 特開 昭58−77605(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Hiroshi Tatsumi 64 Ishizukita-machi, Sakai City Kubota Iron Works Co., Ltd. Sakai Works (56) References JP 59-62917 (JP, A) JP 59-15881 (JP, JP, A) JP-A-58-77605 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】予め設定された誘導ラインに沿って配列さ
れ、かつ入射方向に光を反射するように構成されている
複数の光反射手段(cc)に向けて光ビーム(SO)を放射
するとともに、前記光反射手段(cc)からの反射光を受
光する手段(8)を備えた移動体誘導用光ビーム送受装
置であって、 スポット状の光ビーム(SO)を発生する光源(2)と、
その光ビーム(SO)を回動走査自在な光ビーム走査装置
(A)とを備え、 この光ビーム走査装置(A)を、移動体(V)の進行方
向に対して直交する方向の縦方向軸芯(Y)周りで光ビ
ーム(SO)を回動走査するための第2光ビーム走査手段
(M2)と、前記縦方向軸芯(Y)に交差する水平方向軸
芯(X)周りで光ビーム(SO)を回動走査するための第
1光ビーム走査手段(M1)と、それらの両軸芯(Y),
(X)に対して交差する所定の軸芯(Z)周りで光ビー
ム(SO)を回動走査するための第3光ビーム走査手段
(4)との組合せで、前記の三方向の軸芯(X),
(Y),(Z)の夫々を揺動中心として、前記光ビーム
(SO)を回動走査自在に構成するとともに、 前記水平方向と縦方向との両軸芯(X),(Y)に対し
て交差する前記所定の軸芯(Z)を揺動中心として光ビ
ーム(SO)を走査する第3光ビーム走査手段(4)で
は、前記所定の軸芯(Z)を揺動中心とする所定角度
(φ)範囲の全体に亘ってスポット状の光ビーム(SO)
を反復走査し、かつ、その反復走査速度を、前記水平方
向と縦方向との両軸芯(X),(Y)周りでの光ビーム
(SO)の回動走査速度よりも充分高速に設定することに
より、前記所定角度(φ)範囲に相当する広がりを有し
た仮想光ビーム面(S)を形成するように構成され、 さらに、前記反射光受光時点での縦方向軸芯(Y)周り
での第2光ビーム走査手段(M2)の走査角度(θy)を
検出する第2走査角検出手段(EC2)と、前記水平方向
軸芯(X)周りでの第1光ビーム走査手段(M1)の走査
角度(θx)を検出する第1走査角検出手段(EC1)
と、前記スポット状の光ビーム(SO)の前記所定の軸芯
(Z)周りでの走査角度(θs)を検出する第3走査角
検出手段(6)とを備えるとともに、 前記所定の軸芯(Z)軸周りでビーム照射範囲を変更操
作自在なビーム照射範囲変更装置(M3)を備え、このビ
ーム照射範囲変更装置(M3)に前記各走査角検出手段
(EC1),(EC2),(6)からの検出信号に基づく制御
指令を出力して、前記第1〜第3光ビーム走査手段(M
1,M2,4)により形成される照射範囲の光ビーム(SO)が
複数の光反射手段(cc)に入るように、ビーム照射範囲
を変更調節する照射範囲制御手段(B)を備えているこ
とを特徴とする移動体誘導用光ビーム送受装置。
1. A light beam (SO) is emitted toward a plurality of light reflecting means (cc) arranged along a preset guide line and configured to reflect light in an incident direction. A light beam transmitting / receiving device for guiding a moving body, comprising a means (8) for receiving reflected light from the light reflecting means (cc), and a light source (2) for generating a spot-like light beam (SO) When,
And a light beam scanning device (A) capable of rotating and scanning the light beam (SO). The light beam scanning device (A) is arranged in a vertical direction perpendicular to the traveling direction of the moving body (V). A second light beam scanning unit (M2) for rotationally scanning the light beam (SO) around the axis (Y) and a horizontal axis (X) intersecting the vertical axis (Y). First light beam scanning means (M1) for rotationally scanning the light beam (SO), and their both axial cores (Y),
In combination with a third light beam scanning means (4) for rotationally scanning a light beam (SO) around a predetermined axis (Z) intersecting with (X), the axis in the three directions described above. (X),
The light beam (SO) is configured to be rotatable and scannable about the swing centers of (Y) and (Z), respectively, and the horizontal and vertical axes (X) and (Y) are provided. In the third light beam scanning means (4) that scans the light beam (SO) around the predetermined axis (Z) intersecting with each other as the swing center, the predetermined axis (Z) is used as the swing center. Spot-shaped light beam (SO) over the entire predetermined angle (φ) range
And the repetitive scanning speed is set to be sufficiently higher than the rotational scanning speed of the light beam (SO) around both the horizontal and vertical axis (X) and (Y). By doing so, the virtual light beam surface (S) having a spread corresponding to the predetermined angle (φ) range is formed, and further, the vertical axis (Y) around the time when the reflected light is received. Second scanning angle detecting means (EC2) for detecting the scanning angle (θy) of the second light beam scanning means (M2) and the first light beam scanning means (M1) around the horizontal axis (X). ) Scanning angle detection means (EC1) for detecting the scanning angle (θx)
And a third scanning angle detecting means (6) for detecting a scanning angle (θs) of the spot-shaped light beam (SO) around the predetermined axis (Z), and the predetermined axis A beam irradiation range changing device (M3) which can freely change the beam irradiation range around the (Z) axis is provided, and the scanning angle detecting means (EC1), (EC2), ( 6) outputs a control command based on the detection signal to output the first to third light beam scanning means (M
1, M2, 4) is provided with irradiation range control means (B) for changing and adjusting the beam irradiation range so that the light beam (SO) in the irradiation range enters a plurality of light reflecting means (cc). A light beam transmission / reception device for guiding a moving body, which is characterized in that:
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