JP4172882B2 - Method and equipment for detecting position of moving object - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定エリア内を移動する移動体の位置検出設備、特に傾斜・凹凸のあるエリアを移動する荷役装置の位置検出にも対応した位置検出設備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、移動体の位置検出設備としては、下記の方式が知られている。
▲1▼.自律方式(デットレコニング誘導方式)
走行距離と進行方向を計測する手段を設け、進行方向と走行距離を積算することによって自分の位置を算出する。
【0003】
▲2▼.被検出体による方式
移動体の移動経路に沿って、磁石や反射シートなどの被検出体を所定間隔に設置し、移動体にこれら被検出体を検出する、近接スイッチや光電スイッチなどからなる検出手段を設け、検出した被検出体の数をカウントすることにより移動経路に沿った位置を認識する。
【0004】
▲3▼.GPSによる方式
移動体にGPSを設置し、自分の位置を認識する。
▲4▼.レーザナビゲータ方式
水平回転レーザと外部固定点の座標と角度から移動体の位置を測定する方式であり、図12に基づいて説明する。
【0005】
図12において、1は移動体2が移動するエリアであり、このエリアには3ヵ所(A点、B点、C点)に再帰反射体(再帰型の反射体)3が設けられている。再帰反射体3は、たとえばコーナキューブ(コーナレフレクター)から形成される。コーナキューブは、立方体の1つの角を切り取ったように互いに直交する3つの平らな反射面で構成される三角錐形のプリズムであり、入射した光線を3つの面で反射させた後、正確に入射した方向に送り返す働きをする。
【0006】
また移動体2は、回転しながら水平に全周に渡って水平にレーザ光線を照射し、少なくとも3カ所の再帰反射体3から再帰した光を検出したときの水平回転光線(レーザ光線)の照射回転角度Θを検出して記憶し、これら記憶した回転角度Θ、および既知の再帰反射体3の座標データにより、移動体2(水平回転光線照射位置)の平面座標を計測している。
【0007】
図12において、(Xm,Ym)は移動体2の平面座標、ψは移動体2のX軸からの姿勢角度、(X1 ,Y1 )、(X2 ,Y2 )、(X3 ,Y3 )は3ヵ所(A点、B点、C点)の再帰反射体3の座標(既知)である。またL12はA点−B点間の距離、L13はA点−C点間の距離、Θ1 はA点を検出したときの回転角度、Θ2 はB点を検出したときの回転角度、Θ3 はC点を検出したときの回転角度、ε1 はA点を原点としたB点のX軸からの角度、ε2 はA点を原点としたB点−C点間の角度である。
【0008】
移動体2の平面座標(Xm,Ym)と移動体2の姿勢角度ψは次の式(1)〜(10)により求められる。(詳細は、「システムと制御」第29巻第8号(1985)p.553 〜560 参照。)
【0009】
【数1】
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記移動体の位置検出設備には下記の課題があった。
▲1▼.デットレコニング誘導方式
累積誤差が生じるために、何らかの位置補正手段を設けなければならなかった。
【0011】
▲2▼.被検出体による方式
被検出体の設置作業に多くのコストと労力がかかり、また移動経路が固定されてしまい、ランダムに移動する移動体に対して対応できなかった。
▲3▼.GPSによる方式
屋内など衛星の影に移動体の移動経路が入る場合に使用できず、すなわち、GPSの電波の受信状況が一定でなく、さらに高精度の位置計測のためには演算量が多く必要であり、応答に時間がかかった。
【0012】
▲4▼.レーザナビゲータ方式
上記他の方式と比較して、有効な方式ではあるが、水平に照射するレーザ光線が障害物により遮光されることを避けるために、その照射位置を高い位置に設置する場合が多く、路面の傾斜・凹凸によりローリングが発生した場合、計測する位置(座標)に誤差が発生してしまう。
【0013】
そこで、本発明は、レーザナビゲータ方式において、路面の傾斜・凹凸による誤差を解消した位置検出設備を提供することを目的としたものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、所定エリア内を移動する移動体の位置検出方法であって、
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向で反射面の水平方向の長さが変化する特性を有する第1再帰反射体を設け、前記移動体において、回転しながら全周に渡って水平に光線を照射し、前記第1再帰反射体の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度を計測するとともに、前記第1再帰反射体の再帰反射光を検出している間の前記光線の回転角度幅あるいは受光時間を計測し、この計測した回転角度幅あるいは光線を照射する回転速度と受光時間に基づき移動体の傾きを求め、前記計測した回転角度および第1再帰反射体の平面座標データにより現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を前記求めた移動体の傾きにより補正することを特徴とするものである。
【0015】
上記方法により、第1再帰反射体の再帰反射光を検出している間の光線の回転角度幅あるいは光線を照射する回転速度と受光時間に基づき移動体の傾きが求められ、第1再帰反射体の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度および第1再帰反射体の平面座標データにより現在位置の平面座標が計測され、この平面座標が求めた移動体の傾きにより補正される。
【0016】
また請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明であって、前記第1再帰反射体に近接して上下方向で反射面の水平方向の長さが一定の第2再帰反射体を設け、前記第2再帰反射体の再帰反射光を検出している間の前記光線の回転角度幅あるいは受光時間を計測し、この計測した第2再帰反射体の回転角度幅あるいは受光時間と第1再帰反射体の回転角度幅あるいは受光時間の比較により移動体の傾きを検出することを特徴とするものである。
【0017】
上記方法により、基準となる第2再帰反射体の回転角度幅あるいは受光時間と、第1再帰反射体の回転角度幅あるいは受光時間の比較により移動体の傾きが検出される。
また請求項3に記載の発明は、所定エリア内を移動する移動体の位置検出方法であって、
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向に本数が変化する再帰反射体からなる再帰反射体群を設け、前記移動体において、回転しながら全周に渡って水平に光線を照射し、前記再帰反射体群の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度を計測するとともに、前記再帰反射体群の再帰反射光を検出している間の前記再帰反射体の本数を計測し、この計測した再帰反射体の本数により移動体の傾きを求め、前記計測した回転角度および再帰反射体群の平面座標データにより現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を前記求めた移動体の傾きにより補正することを特徴とするものである。
【0018】
上記方法により、再帰反射体群の再帰反射光を検出している間の再帰反射体の本数により移動体の傾きが求められ、再帰反射体群の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度および再帰反射体の平面座標データにより現在位置の平面座標が計測され、この平面座標が求めた移動体の傾きにより補正される。
また請求項4に記載の発明は、所定エリア内を移動する移動体の位置検出方法であって、
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向に反射率が変化する特性を有する第1再帰反射体を設け、前記移動体において、回転しながら全周に渡って水平に光線を照射し、前記第1再帰反射体の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度を計測するとともに、前記第1再帰反射体の再帰反射光を検出しているときの受光強度を計測し、この計測した受光強度により移動体の傾きを求め、前記計測した回転角度および第1再帰反射体の平面座標データにより現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を前記求めた移動体の傾きにより補正することを特徴とするものである。
【0019】
上記方法により、第1再帰反射体の再帰反射光を検出しているときの受光強度により移動体の傾きが求められ、第1再帰反射体の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度および第1再帰反射体の平面座標データにより現在位置の平面座標が計測され、この平面座標が求めた移動体の傾きにより補正される。
また請求項5に記載の発明は、上記請求項4に記載の発明であって、前記第1再帰反射体に近接して上下方向に反射率が一定の第2再帰反射体を設け、前記第2再帰反射体の再帰反射光を検出しているときの受光強度を計測し、この計測した第2再帰反射体の受光強度と第1再帰反射体の受光強度の比較により移動体の傾きを検出することを特徴とするものである。
【0020】
上記方法により、基準となる第2再帰反射体の受光強度と、第1再帰反射体の受光強度の比較により移動体の傾きが検出される。
さらに請求項6に記載の発明は、所定エリア内を移動する移動体の位置検出設備であって、所定エリア内を移動する移動体の位置検出設備であって、
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向で反射面の水平方向の長さが変化する特性を有する第1再帰反射体を設け、前記移動体に、回転しながら全周に渡って水平に光線を照射する水平回転光線照射手段と、前記水平回転光線照射手段より照射され前記第1再帰反射体から再帰した再帰反射光を検出する受光手段と、前記受光手段により再帰反射光を検出したときの前記水平回転光線照射手段の回転角度と、前記受光手段により再帰反射光を検出している間の前記水平回転光線照射手段の回転角度幅あるいは受光時間を計測する角度検出手段と、前記角度検出手段により計測された回転角度幅あるいは光線を照射する回転速度と受光時間に基づき移動体の傾きを求める傾き検出手段を設け、前記角度検出手段により計測された回転角度および第1再帰反射体の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を、前記傾き検出手段により求めた移動体の傾きにより補正することを特徴とするものである。
【0021】
上記構成により、水平回転光線照射手段より全周囲に光線が照射され、光線の照射範囲内にある、第1再帰反射体の再帰反射光が検出され、そのときの回転角度が計測され、また第1再帰反射光が検出されている間の回転角度幅あるいは受光時間が計測され、この計測された回転角度幅あるいは光線を照射する回転速度と受光時間に基づき、移動体の傾きが検出される。そして、計測された回転角度および再帰反射体の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標が計測され、この平面座標は、検出された移動体の傾きにより補正される。
【0022】
また請求項7に記載の発明は、上記請求項6記載の発明であって、エリアに第1再帰反射体に近接して上下方向で反射面の水平方向の長さが変化しない第2再帰反射体を設け、角度検出手段は、受光手段により第2再帰反射体から再帰した光を検出している間の水平回転光線照射手段の回転角度幅あるいは受光時間を計測し、傾き検出手段は、計測された第1再帰反射体と第2再帰反射体の再帰反射光を検出している間の回転角度幅あるいは受光時間の比較により移動体の傾きを検出することを特徴とするものである。
【0023】
上記構成により、基準となる第2再帰反射体の回転角度幅あるいは受光時間と、第1再帰反射体の回転角度幅あるいは受光時間の比較により、移動体と再帰反射体の距離に関係なく、第1再帰反射体に照射された上下方向の位置が特定され、移動体の傾きが正確に計測される。
また請求項8記載の発明は、上記請求項6または請求項7に記載の発明であって、第1再帰反射体の形状を、円錐形状または逆円錐形状または三角錐形状または逆三角錐形状としたことを特徴とするものである。
【0024】
上記構成により、再帰反射光が検出されているときの回転角度幅あるいは受光時間が、再帰反射体の上下方向により変化する。よって回転角度幅あるいは受光時間により再帰反射体のどの高さに光線が照射されているかが求められ、この高さにより移動体の傾きが検出される。
また請求項9記載の発明は、所定エリア内を移動する移動体の位置検出設備であって、
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向に本数が変化する再帰反射体からなる再帰反射体群を設け、前記移動体に、回転しながら全周に渡って水平に光線を照射する水平回転光線照射手段と、前記水平回転光線照射手段より照射され、前記再帰反射体から再帰した光を検出する受光手段と、前記受光手段により再帰した光を検出したときの前記水平回転光線照射手段の回転角度を計測する角度検出手段と、前記受光手段により再帰した光を検出したとき、前記再帰反射体群の再帰反射体の本数を計測し、この計測した再帰反射体の本数により移動体の傾きを検出する傾き検出手段を設け、前記角度検出手段により計測された回転角度および再帰反射体の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を、前記傾き検出手段により検出された移動体の傾きにより補正することを特徴とするものである。
【0025】
上記構成により、水平回転光線照射手段より全周囲に光線が照射され、光線の照射範囲内にある、再帰反射体群の再帰反射光が検出され、そのときの回転角度が計測され、また再帰反射体群の再帰反射体の本数が計測され、この計測された再帰反射体の本数により、移動体の傾きが検出される。そして、計測された回転角度および再帰反射体群の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標が計測され、この平面座標は、検出された移動体の傾きにより補正される。
【0026】
また請求項10記載の発明は、所定エリア内を移動する移動体の位置検出設備であって、
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向に反射率が変化する特性を有する第1再帰反射体を設け、前記移動体に、回転しながら全周に渡って水平に光線を照射する水平回転光線照射手段と、前記水平回転光線照射手段より照射され前記第1再帰反射体から再帰した再帰反射光を検出し、そのときの受光強度を検出する受光手段と、前記受光手段により再帰反射光を検出したときの前記水平回転光線照射手段の回転角度を計測する角度検出手段と、前記受光手段により検出された再帰反射光の受光強度により、移動体の傾きを検出する傾き検出手段を設け、前記角度検出手段により計測された回転角度および第1再帰反射体の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を、前記傾き検出手段により検出された移動体の傾きにより補正することを特徴とするものである。
【0027】
上記構成により、水平回転光線照射手段より全周囲に光線が照射され、光線の照射範囲内にある、再帰反射体の再帰反射光が検出され、そのときの回転角度が計測され、また受光強度が計測され、この計測された受光強度により、移動体の傾きが検出される。そして、計測された回転角度および再帰反射体の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標が計測され、この平面座標は、検出された移動体の傾きにより補正される。
【0028】
また請求項11記載の発明は、上記請求項10に記載の発明であって、エリアに第1再帰反射体に近接して上下方向に反射率が一定の第2再帰反射体を設け、受光手段は、前記第2再帰反射体から再帰した再帰反射光の受光強度を計測し、傾き検出手段は、受光手段により検出された第1再帰反射体と第2再帰反射体の再帰反射光の受光強度の比較により移動体の傾きを検出することを特徴とするものである。
【0029】
上記構成により、第1再帰反射体と第2再帰反射体からの再帰反射光の受光強度の比較により、雨や霧などにより受光強度が変化する環境においても、第1再帰反射体に照射された上下方向の位置が特定され、移動体の傾きが正確に計測される。
また請求項12記載の発明は、上記請求項10または請求項11に記載の発明であって、第1再帰反射体を、上下方向に反射率が一定の再帰反射体に、上下方向に光線の吸収率の異なるフィルタを貼りつけて構成したことを特徴とするものである。
【0030】
上記構成により、上下方向に反射率が変化する第1再帰反射体が形成される。
また請求項13記載の発明は、上記請求項10または請求項11に記載の発明であって、第1再帰反射体を、上下方向に色が異なる再帰反射体により構成したことを特徴とするものである。
上記構成により、上下方向に反射率が変化する第1再帰反射体が形成される。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1における移動体の位置検出設備を設けたエリアの平面図である。
【0032】
図1において、11は移動体(たとえば、フォークリフトや無人搬送車など)12が移動するエリア(たとえば、倉庫や工場や港湾など)である。このエリア11の外周には、図2に示す、入射角が±45゜の範囲内の光線を入射方向へ反射する反射特性を有する逆円錐形状の再帰反射体(再帰型の光反射体)13が、複数、その中心軸を鉛直にし、かつエリア11の基準平面から同一高さで壁(柱でもよい)に設置されている。またこれら再帰反射体13は、予め平面座標が設定されており、再帰反射体13を逆円錐形状とすることにより、平面を走行するどの移動体12からも同じ形状に見えるようにしている。なお、再帰反射体13は、上下方向で反射面の水平方向の長さが変化するものであればよく、その形状は、円錐形状あるいは三角錐形状あるいは逆三角錐形状としてもよく、上下方向に変化する反射面の水平方向の長さのデータのテーブルが用意できるものであればよい。
【0033】
上記移動体12の構成を図3を参照しながら説明する。
レーザ光線を発生し、このレーザ光線を回転しながら全周に渡って水平に照射する水平回転光線照射手段と、前記水平回転光線照射手段より照射され前記再帰反射体から再帰した光を検出する受光手段と、前記受光手段により再帰した光を検出したときの前記水平回転光線照射手段の回転角度と、前記受光手段により再帰した光を検出している間の前記水平回転光線照射手段の回転角度幅を計測する角度検出手段と、前記角度検出手段により計測された回転角度幅に基づいて移動体の傾きを検出する傾き検出手段と、前記角度検出手段により計測された回転角度および再帰反射体の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を、前記傾き検出手段により検出された移動体の傾きにより補正する位置計測手段が設けられている。
【0034】
上記水平回転光線照射手段は、レーザ光線を水平に照射する半導体レーザ装置21と、半導体レーザ装置21から照射されたレーザ光線を上方へ垂直に導くハーフミラー22と、レーザ光線および再帰反射体13の再帰反射光(再帰反射体から再帰された光)の通路となる垂直な筒状の導管23と、この導管23が中心下方に接続され、リング状の軸受24上に載置された筒体25と、この筒体25内に配置された、導管23から導かれたレーザ光線を水平方向に反射させ、筒体25の側面に設けた窓部25Aへ導く反射ミラー26と、前記導管23を中心に嵌合して導管23を回転する第1ギア27と、DCモータ28と、DCモータ28の回転軸に直結され、前記第1ギア27と噛み合う第2ギア29から構成されている。またエリア11の基準平面に位置する移動体12の筒体25から照射するレーザ光線の高さを、再帰反射体13の高さ方向の中心と一致させている。
【0035】
この構成により、半導体レーザ装置21から水平に照射されたレーザ光線はハーフミラー22により上方へ導かれる。DCモータ28が駆動されると、DCモータ28の回転力は第2ギア29、第1ギア27を介して導管23へ伝達され、導管23が回転し、よって筒体25とともに反射ミラー26が回転し、導管23内に導かれたレーザ光線は、反射ミラー26の回転により、導管23(筒体25)の中心位置を中心として移動体12の全周に照射される。
【0036】
また上記受光手段は、反射ミラー26および導管23、さらにハーフミラー22を介して導かれた再帰反射体13の再帰反射光が入射する受光センサ31と、この受光センサ31の光電流信号により、再帰反射体13の再帰反射光を検出し、受光信号を出力する受光検出器32から構成されている。
上記構成により、導管23の回転によって反射ミラー26が回転し、反射ミラー26を介して導かれた再帰反射体13の再帰反射光は、導管23とハーフミラー22を介して受光センサ31へ入射され、この受光センサ31の光電流信号により受光検出器32により再帰反射体13の再帰反射光が検出され、受光信号が出力される。
【0037】
上記角度検出手段は、導管23に連結され、導管23の回転によりパルスを発生するエンコーダ41と、このエンコーダ41から出力されるパルス信号を加算して進行方向を0°とする反射ミラー26の回転角度(レーザ光線の照射角度)Θを計測し、受光検出器32より受光信号を入力したときの回転角度Θと、受光信号を入力している間の回転角度幅φを計測し、出力するミラー回転角度検出器42から構成されている。
【0038】
この構成により、受光検出器32より受光信号を入力したときの反射ミラー26の回転角度(レーザ光線の照射角度)Θと受光している間の回転角度幅φがミラー回転角度検出器42により検出される。
上記傾き検出手段と位置計測手段はコンピュータからなるコントローラ45と、各再帰反射体13の平面座標が記憶されたリフレクタ座標記憶部46から構成されている。
【0039】
コントローラ45には、ミラー回転角度検出器42より回転角度Θと回転角度幅φが入力されている。
まず、コントローラ45による移動体12の傾きの検出方法について説明する。
図3に示すように、移動体12に傾きが生じると、再帰反射体13の高さ方向中心に照射されていたレーザ光線は、その傾きにより、上下方向にずれる。このように上下方向にずれると、図2に示すように、±45゜の再帰反射光が戻ってくる範囲(反射幅)が変化する。再帰反射体13は逆円錐の形状としているので、上方向へずれると、その反射幅は広くなり、すなわち受光センサ31および受光検出器32により再帰反射光が受光されている間の回転角度幅φ2は、高さ方向中心の回転角度幅φ0より広がり、逆に下方向へずれると、その反射幅は狭くなり、すなわち受光センサ31および受光検出器32により再帰反射光が受光されている間の回転角度幅φ1は、高さ方向中心の回転角度幅φ0より狭くなる。
【0040】
レーザ光線の照射中心位置(水平回転光線照射手段の筒体25の中心)と再帰反射体13の中心位置との距離をLとするとき、円錐検出幅Wは、L≫Wであることから、式(11)により求められる。
W≒2Ltan(φ/2) …(11)
なお、上記距離Lは、水平回転光線照射手段の前回計測の平面座標{Xv(t−1),Yv(t−1)}と、移動体12の向きと再帰反射体13を検出したときの回転角度Θにより推定される再帰反射体13の既知の平面座標(Xr,Yr)により求めることができる。
【0041】
この円錐検出幅Wが求まると、図4に示すように、再帰反射体13の円錐高さを2h、円錐の最大幅(底面幅)をWmaxとすると、中心高さ位置からの照射高さ変位Δhは式(12)により求められる。
Δh=h(2W/Wmax−1) …(12)
なお、レーザ光線の拡がり幅αが無視できないとき、中心高さ位置の円錐幅をW0とするとき、照射高さ変位Δhは式(12)’により求められる。
【0042】
Δh=h(W−W0−α)/W0 …(12)’
なお、レーザ光線の拡がり幅αは、
α=2Ltan(拡がり角度/2)
で求められる。また距離Lに対するレーザ光線の拡がり幅αを予め記憶しておくこともできる。
【0043】
コントローラ45は、これらの式(11)、および式(12)あるいは(12)’により、図5に示す再帰反射体13が設置された3ヵ所(A点、B点、C点)の照射高さ変位Δh1,Δh2,Δh3を、それぞれの回転角度幅φから求め、記憶する。
次に、移動体12が傾斜した状態における水平回転光線照射手段(筒体35の中心位置)の現在位置の平面座標を求める。この演算は従来の技術の項で説明したように、3ヵ所(A点、B点、C点)の再帰反射体13の検出角度Θ1 ,Θ2 ,Θ3、および再帰反射体13の既知の座標(X1 ,Y1 )、(X2 ,Y2 )、(X3 ,Y3 )によって、上記式(1)〜(10)により求められる。
【0044】
図5において、(Xm,Ym)は移動体12が傾斜した状態における水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標である。
路面傾斜補正後の座標(Xv,Yv)は、求められた水平回転光線照射手段の座標(Xm,Ym)を3ヵ所(A点、B点、C点)の照射高さ変位Δh1,Δh2,Δh3により補正することにより、次の式(13)〜(20)により求められる。z0は、筒体25から照射されるレーザ光線の照射高さ(基準平面からの再帰反射体13の中心高さ)である。
【0045】
【数2】
上記コントローラ45の構成およびその演算により、ミラー回転角度検出器42により計測された回転角度幅φより、このレーザ光線の照射位置の照射高さ変位Δhが求められ、続いて移動体12が傾斜した状態における水平回転光線照射手段の座標(Xm,Ym)が求められ、この座標(Xm,Ym)が照射高さ変位Δhにより補正され、水平面上の水平回転光線照射手段の座標(Xv,Yv)が求められる。この求められた座標(Xv,Yv)は、操舵コントローラ50へ出力され、予め設定された経路にしたがって移動体12は誘導される。
【0046】
上記設備の構成によれば、エリア11の複数箇所に、その平面座標が既知の逆円錐形状の再帰反射体13を設け、移動体12より回転しながら全周に渡って水平に光線を照射し、再帰反射体13の再帰反射光を検出しているときの、ミラー回転角度検出器42により計測された回転角度幅φより、照射高さ変位Δh(移動体12の傾き)を計測し、また再帰反射体13の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度Θおよび既知の再帰反射体13の座標データにより、エリア11の路面の傾斜・凹凸により移動体12が傾斜した状態における水平回転光線照射手段の平面座標(Xm,Ym)を計測し、この平面座標(Xm,Ym)を、検出された照射高さ変位Δhにより補正することにより、水平面上の水平回転光線照射手段の座標(Xv,Yv)が求められる。
【0047】
このように、水平面上の水平回転光線照射手段の座標(Xv,Yv)を求めることができ、よって、路面の傾斜・凹凸の影響を受けずに移動体12の正確な位置計測ができ、路面の傾斜・凹凸の影響を受けない安定した走行が可能となる。
また移動体12の正確な位置計測により精度の良い誘導が可能となるため、荷役位置精度がよくなり、安定した荷役作業を行うことができ、さらに設置した機械などとの接触を防止することができ、安全を確保することができる。
【0048】
なお、上記実施の形態1では、移動体12と再帰反射体13との距離Lを演算する必要があるが、図6に示すように、円錐形状の再帰反射体(第1再帰反射体と称す)13に隣接して、第1再帰反射体13の高さ中心の円錐幅と同じ幅の円筒状(円柱状でもよい)の第2再帰反射体14を設け、この第2再帰反射体14を検出しているときの回転角度幅φ0を計測し、基準とすることにより、前記距離Lを演算する必要がなくすことができる。このとき、中心高さ位置からの照射高さ変位をΔhとすると、式(21)〜(24)により求められる。
【0049】
Δh=h(W/W0−1) …(21)
W0 =2Ltan(φ0/2) …(22)
W =2Ltan(φ/2) …(23)
Δh=h{tan(φ/2)/tan(φ0/2)−1} …(24)
[実施の形態2]
実施の形態2では、上記実施の形態1における再帰反射体13に代えて、図7に示す再帰反射体群51を設けている。
【0050】
図7に示すように再帰反射体群51を、円柱状の再帰反射体52を1段目は1本、2段目は間隔を置いて2本、3段目は間隔を置いて3本、4段目は間隔を置いて4本、5段目は間隔を置いて5本、逆円錐形状に配置して構成している。
また図8に示すように、実施の形態1における移動体12に新たに、受光検出器32の受光信号(パルス信号)を入力すると、所定時間、すなわち5本の再帰反射体52を走査する時間内に入力するパルス信号をカウントするカウンタ33を設けている。カウンタ33のカウント値はコントローラ45へ出力されている。
【0051】
上記再帰反射体群51の構成によれば、移動体12に傾きにより再帰反射体51群を照射するレーザ光線が上下方向にずれると、カウンタ33に入力される受光検出器32の受光信号の数が変化する。したがって、コントローラ45はカウンタ33より入力したカウント値により、図7に示すように、中心高さ位置からの照射高さ変位Δhを判断することができ、この照射高さ変位Δhにより移動体12の平面座標を補正することができる。
[実施の形態3]
実施の形態3では、上記実施の形態1における再帰反射体13に代えて、図9に示す再帰反射体61を設けている。
【0052】
図9に示すように再帰反射体61は、円筒状(円柱状でもよい)の再帰反射体62に、透過率が異なる所定幅のフィルタ63を上下方向に順に貼りつけ、上下方向に反射率を変化させる構成としている。前記フィルタ63としては、たとえばNDフィルタ(白色光を減衰するフィルタ)を使用する。
また図10に示すように、実施の形態1における移動体12において、受光検出器32に、新たに受光センサ31の光電流信号の強度、すなわち受光強度を計測し、その受光強度をコントローラ45へ出力する機能を付加している。
【0053】
上記再帰反射体61の構成によれば、移動体12に傾きにより再帰反射体61を照射するレーザ光線が上下方向にずれると、再帰反射体61の反射率が変化するため、受光センサ31および受光検出器32により検出される再帰反射光の受光強度が変化する。したがって、コントローラ45は受光検出器32により計測される再帰反射光の受光強度により、中心高さ位置からの照射高さ変位Δhを判断することができ、この照射高さ変位Δhにより移動体12の平面座標を補正することができる。
【0054】
なお、上記実施の形態3では、反射率を上下で変化させるために、円筒状の再帰反射体62にフィルタ63を貼り付けているが、同じ目的で、色の異なる円筒状(円柱状でもよい)の再帰反射体を垂直方向ヘ積み上げて、再帰反射体61を形成するようにしてもよい。
また図11に示すように、再帰反射体61に隣接して、再帰反射体61の高さ中心の反射率と同じ反射率を全体に有する円筒状(円柱状でもよい)の第2再帰反射体64を設け、この第2再帰反射体64の再帰反射光の受光強度を計測して、再帰反射体61の再帰反射光の受光強度と第2再帰反射体64の再帰反射光の受光強度を比較することにより、中心高さ位置からの照射高さ変位Δhを判断することができる。この方法によれば、雨や霧などにより受光強度が変化する環境においても、第1再帰反射体61に照射されたレーザ光線の上下方向の照射高さ変位Δhを正確に計測でき、したがって移動体12の傾きを正確に計測することができる。
【0055】
なお、上記実施の形態1〜3では、レーザ光線を使用しているが、レーザ光線に限らず、直進性のある光線であればよい。また再帰反射体13,61あるいは再帰反射体群51をエリア11の外周に配置しているが、必ずしも外周に配置する必要はなく、エリア11内に設置することも可能である。
また角度検出手段においては、エンコーダ41から出力されるパルス信号を加算して回転角度幅φを計測しているが、回転速度は既知であるので、受光信号を入力している時間、すなわち受光時間を計測することにより、回転角度幅を求めるようにしてもよい。
【0056】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、路面の傾斜・凹凸による移動体の傾きを検出することができ、この傾きにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標を補正することにより、正確な平面座標を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における移動体の位置検出設備を備えたエリアの平面図である。
【図2】同移動体の位置検出設備の移動体における再帰反射体の説明図である。
【図3】同移動体の位置検出設備の構成図である。
【図4】同移動体の位置検出設備において、再帰反射体の反射幅から照射高さ変位を求めるための説明図である。
【図5】同移動体の位置検出設備の移動体における位置演算方法の説明図である。
【図6】同移動体の位置検出設備の2つの再帰反射体の形状と配置を示す斜視図である。
【図7】本発明の実施の形態2における移動体の位置検出設備の再帰反射体の説明図である。
【図8】同移動体の位置検出設備の構成図である。
【図9】本発明の実施の形態3における移動体の位置検出設備の再帰反射体の説明図である。
【図10】同移動体の位置検出設備の構成図である。
【図11】同移動体の位置検出設備の2つの再帰反射体の形状と配置を示す斜視図である。
【図12】従来の移動体の位置検出設備の移動体における位置演算方法の説明図である。
【符号の説明】
11 エリア
12 移動体
13 (第1)再帰反射体
14,64 (第2)再帰反射体
21 半導体レーザ装置
22 ハーフミラー
23 導管
25 筒体
26 反射ミラー
27,29 ギア
28 DCモータ
31 受光センサ
32 受光検出器
33 カウンタ
41 エンコーダ
42 ミラー回転角度検出器
45 コントローラ
51 再帰反射体群
52,61,62 再帰反射体
63 フィルタ
A,B,C 再帰反射体の位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a position detection facility for a moving body that moves within a predetermined area, and more particularly to a position detection facility that also supports position detection for a cargo handling device that moves in an inclined / uneven area.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the following method is known as a position detection facility for a moving object.
(1). Autonomous method (dead reckoning guidance method)
A means for measuring the travel distance and the traveling direction is provided, and the user's position is calculated by integrating the traveling direction and the travel distance.
[0003]
(2). Method based on the object to be detected
Detected objects such as proximity switches and photoelectric switches are installed on the moving body to detect detected objects such as magnets and reflection sheets at predetermined intervals along the moving path of the moving body. The position along the movement path is recognized by counting the number of detected objects.
[0004]
(3). GPS system
GPS is installed on the moving body and its position is recognized.
(4). Laser navigator method
This is a method of measuring the position of the moving body from the coordinates and angle of the horizontal rotation laser and the external fixed point, and will be described with reference to FIG.
[0005]
In FIG. 12,
[0006]
Further, the
[0007]
In FIG. 12, (Xm, Ym) is the plane coordinate of the
[0008]
The plane coordinates (Xm, Ym) of the
[0009]
[Expression 1]
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the position detection facility for the moving body has the following problems.
(1). Dead reckoning guidance system
Since a cumulative error occurs, some position correction means must be provided.
[0011]
(2). Method based on the object to be detected
A lot of cost and labor are required for the installation work of the detection object, and the moving path is fixed, so that it is not possible to cope with the moving object moving at random.
(3). GPS system
It cannot be used when the moving path of a moving object enters the shadow of a satellite such as indoors.In other words, the reception status of GPS radio waves is not constant, and a large amount of calculation is required for highly accurate position measurement. It took a long time to respond.
[0012]
(4). Laser navigator method
Although it is an effective method compared to the other methods described above, the irradiation position is often set at a high position in order to prevent the laser beam irradiated horizontally from being blocked by an obstacle. When rolling occurs due to inclination or unevenness, an error occurs at the position (coordinates) to be measured.
[0013]
Therefore, an object of the present invention is to provide a position detection facility that eliminates errors caused by road surface inclination / unevenness in a laser navigator system.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
A first retroreflector having a characteristic that the horizontal length of the reflecting surface changes in the vertical direction is provided at each of a plurality of locations where the plane coordinates of the area are known. While irradiating a light beam horizontally, measuring the rotation angle of the light beam when detecting the retroreflected light of the first retroreflector, and while detecting the retroreflected light of the first retroreflector The rotation angle width or light reception time of the light beam is measured, the inclination of the moving body is obtained based on the measured rotation angle width or rotation speed and light reception time of light irradiation, and the measured rotation angle and the first retroreflector are measured. The plane coordinates of the current position are measured from the plane coordinate data, and the plane coordinates are corrected by the obtained inclination of the moving body.
[0015]
By the above method, the inclination of the moving body is obtained based on the rotation angle width of the light beam while detecting the retroreflected light of the first retroreflector or the rotation speed and light receiving time of the light beam, and the first retroreflector The plane coordinate of the current position is measured from the rotation angle of the light beam when the retroreflected light is detected and the plane coordinate data of the first retroreflector, and the plane coordinate is corrected by the obtained inclination of the moving body.
[0016]
The invention according to
[0017]
By the above method, the inclination of the moving body is detected by comparing the rotation angle width or light receiving time of the second retroreflector serving as a reference with the rotation angle width or light receiving time of the first retroreflector.
The invention according to
A retroreflector group consisting of retroreflectors whose number changes in the vertical direction is provided at each of a plurality of locations where the plane coordinates of the area are known, and in the moving body, light rays are horizontally distributed over the entire circumference while rotating. Irradiate and measure the rotation angle of the light beam when the retroreflected light of the retroreflector group is detected, and measure the number of the retroreflectors while detecting the retroreflected light of the retroreflector group Then, the inclination of the moving body is determined from the measured number of retroreflectors, the plane coordinates of the current position are measured from the measured rotation angle and the plane coordinate data of the retroreflector group, and the plane coordinates are determined as the determined movement. It is characterized by correcting by the inclination of the body.
[0018]
By the above method, the inclination of the moving body is obtained by the number of retroreflectors while detecting the retroreflected light of the retroreflector group, and the rotation angle of the light beam when the retroreflected light of the retroreflector group is detected. The plane coordinate of the current position is measured from the plane coordinate data of the retroreflector, and the plane coordinate is corrected by the obtained inclination of the moving body.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a position of a moving body that moves within a predetermined area.
A first retroreflector having a characteristic that the reflectance changes in the up-down direction is provided at each of a plurality of locations where the plane coordinates of the area are known, and the moving body emits light rays horizontally over the entire circumference while rotating. Irradiating and measuring the rotational angle of the light beam when detecting the retroreflected light of the first retroreflector, and measuring the received light intensity when detecting the retroreflected light of the first retroreflector, The inclination of the moving body is obtained from the measured received light intensity, the plane coordinates of the current position are measured from the measured rotation angle and the plane coordinate data of the first retroreflector, and the plane coordinates are calculated from the obtained inclination of the moving body. It is characterized by correcting.
[0019]
By the above method, the inclination of the moving body is obtained from the received light intensity when detecting the retroreflected light of the first retroreflector, and the rotation angle of the light beam when the retroreflected light of the first retroreflector is detected and The plane coordinate of the current position is measured from the plane coordinate data of the first retroreflector, and the plane coordinate is corrected by the obtained inclination of the moving body.
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein a second retroreflector having a constant reflectance in the vertical direction is provided adjacent to the first retroreflector, and the first retroreflector is provided. Measure the received light intensity when detecting the retroreflected light of the 2 retroreflectors, and detect the tilt of the moving body by comparing the measured received light intensity of the second retroreflector and the received light intensity of the first retroreflector. It is characterized by doing.
[0020]
By the above method, the inclination of the moving body is detected by comparing the light reception intensity of the second retroreflector as a reference and the light reception intensity of the first retroreflector.
Furthermore, the invention according to claim 6 is a position detection facility for a moving body that moves within a predetermined area, and is a position detection facility for a movable body that moves within a predetermined area,
A first retroreflector having a characteristic that the horizontal length of the reflecting surface changes in the vertical direction is provided at each of a plurality of locations where the plane coordinates of the area are known, and the movable body is rotated around the entire circumference. Horizontal rotating light beam irradiating means for irradiating light rays horizontally, light receiving means for detecting retroreflected light recursed from the first retroreflector irradiated by the horizontal rotating light beam irradiating means, and retroreflected light by the light receiving means An angle detection means for measuring a rotation angle width or a light reception time of the horizontal rotation light beam irradiation means while detecting retroreflected light by the light reception means; In addition, there is provided an inclination detecting means for obtaining the inclination of the moving body based on the rotational angle width measured by the angle detecting means or the rotational speed at which the light beam is irradiated and the light receiving time, Based on the measured rotation angle and the coordinate data of the first retroreflector, the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiating means are measured, and the plane coordinates are corrected by the inclination of the moving body obtained by the inclination detecting means. It is characterized by this.
[0021]
With the above configuration, light is irradiated to the entire periphery from the horizontal rotating light irradiation means, the retroreflected light of the first retroreflector within the light irradiation range is detected, the rotation angle at that time is measured, and the first The rotation angle width or the light reception time while one retroreflected light is detected is measured, and the inclination of the moving body is detected based on the measured rotation angle width or the rotation speed at which the light beam is irradiated and the light reception time. Then, the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiation means are measured from the measured rotation angle and the coordinate data of the retroreflector, and the plane coordinates are corrected by the detected inclination of the moving body.
[0022]
A seventh aspect of the invention is the second aspect of the invention according to the sixth aspect, wherein the horizontal length of the reflecting surface in the vertical direction is not changed in the vertical direction in the vicinity of the first retroreflector in the area. The angle detecting means measures the rotational angle width or light receiving time of the horizontal rotating light beam irradiating means while detecting the light recursed from the second retroreflector by the light receiving means, and the inclination detecting means measures The inclination of the moving body is detected by comparing the rotation angle width or the light receiving time while detecting the retroreflected light of the first retroreflector and the second retroreflector.
[0023]
With the above configuration, the rotation angle width or light receiving time of the second retroreflector serving as a reference is compared with the rotation angle width or light receiving time of the first retroreflector, regardless of the distance between the moving body and the retroreflector. The vertical position irradiated to one retroreflector is specified, and the inclination of the moving body is accurately measured.
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 6 or 7, wherein the shape of the first retroreflector is a cone shape, an inverted cone shape, a triangular pyramid shape, or an inverted triangular pyramid shape. It is characterized by that.
[0024]
With the above configuration, the rotation angle width or light reception time when retroreflected light is detected changes depending on the vertical direction of the retroreflector. Therefore, the height of the retroreflector that is irradiated with the light beam is determined based on the rotation angle width or the light receiving time, and the tilt of the moving body is detected based on this height.
The invention according to claim 9 is a position detection facility for a moving body that moves within a predetermined area,
A retroreflector group consisting of retroreflectors whose number changes in the vertical direction is provided at each of a plurality of locations where the plane coordinates of the area are known, and the light beam is horizontally distributed over the entire circumference while rotating. Horizontal rotating light beam irradiating means for irradiating, light receiving means for detecting the light recursed from the retroreflector irradiated by the horizontal rotating light beam irradiating means, and the horizontal rotating light beam when the light recursed by the light receiving means is detected An angle detection unit that measures the rotation angle of the irradiating unit, and when the light recursed by the light receiving unit is detected, the number of retroreflectors in the retroreflector group is measured, and the number of retroreflectors measured is moved. An inclination detecting means for detecting the inclination of the body is provided, and the plane seat of the current position of the horizontal rotating light beam irradiating means is determined based on the rotation angle measured by the angle detecting means and the coordinate data of the retroreflector. It was measured, the plane coordinates, is characterized in that corrected by the inclination of the moving body detected by the inclination detecting means.
[0025]
With the above configuration, light is irradiated to the entire circumference from the horizontal rotating light beam irradiation means, the retroreflected light of the retroreflector group within the light irradiation range is detected, the rotation angle at that time is measured, and the retroreflection is performed The number of retroreflectors in the body group is measured, and the inclination of the moving body is detected based on the measured number of retroreflectors. Then, the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiation means are measured from the measured rotation angle and the coordinate data of the retroreflector group, and the plane coordinates are corrected by the detected inclination of the moving body.
[0026]
The invention according to claim 10 is a position detection facility for a moving body that moves within a predetermined area,
A first retroreflector having a characteristic that the reflectance changes in the vertical direction is provided at each of a plurality of locations where the plane coordinates of the area are known, and a light beam is horizontally applied to the movable body while rotating around the entire circumference. A horizontal rotating light beam irradiating means for irradiating, a light receiving means for detecting retroreflected light that is irradiated from the horizontal rotating light beam irradiating means and recursed from the first retroreflector, and detects a light receiving intensity at that time; and Angle detecting means for measuring the rotation angle of the horizontal rotating light beam irradiating means when detecting retroreflected light, and inclination detecting means for detecting the inclination of the moving body based on the received light intensity of the retroreflected light detected by the light receiving means. And measuring the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiating means from the rotation angle measured by the angle detecting means and the coordinate data of the first retroreflector. It is characterized in that corrected by the inclination of the moving body detected by the inclination detecting means.
[0027]
With the above configuration, light is irradiated to the entire periphery from the horizontal rotating light beam irradiation means, the retroreflected light of the retroreflector within the light irradiation range is detected, the rotation angle at that time is measured, and the received light intensity is The inclination of the moving body is detected based on the measured received light intensity. Then, the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiation means are measured from the measured rotation angle and the coordinate data of the retroreflector, and the plane coordinates are corrected by the detected inclination of the moving body.
[0028]
The invention according to
[0029]
According to the above configuration, the first retroreflector is irradiated even in an environment where the received light intensity changes due to rain, fog, etc., by comparing the received light intensity of the retroreflected light from the first retroreflector and the second retroreflector. The vertical position is specified, and the inclination of the moving body is accurately measured.
A twelfth aspect of the invention is the invention of the tenth or eleventh aspect, wherein the first retroreflector is a retroreflector having a constant reflectance in the vertical direction, and the light beam is vertically reflected. The present invention is characterized in that filters having different absorption rates are attached.
[0030]
With the above configuration, the first retroreflector whose reflectance changes in the vertical direction is formed.
The invention according to
With the above configuration, the first retroreflector whose reflectance changes in the vertical direction is formed.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a plan view of an area in which a moving body position detection facility according to
[0032]
In FIG. 1, 11 is an area (for example, a warehouse, a factory, a port, etc.) where a mobile body (for example, a forklift or an automated guided vehicle) 12 moves. On the outer periphery of this
[0033]
The configuration of the moving
A horizontal rotating light beam irradiating means for generating a laser beam and horizontally irradiating the entire circumference of the laser beam while rotating the laser beam, and a light receiving device for detecting the light recursed from the retroreflector irradiated by the horizontal rotating light beam irradiating means. And a rotation angle of the horizontal rotating light beam irradiating means when detecting the light recursed by the light receiving means, and a rotation angle width of the horizontal rotating light beam irradiating means while detecting the light recursed by the light receiving means. Angle detection means for measuring the angle, inclination detection means for detecting the inclination of the moving body based on the rotation angle width measured by the angle detection means, rotation angle measured by the angle detection means, and coordinates of the retroreflector Based on the data, the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiating means are measured, and the plane coordinates are corrected by the inclination of the moving body detected by the inclination detecting means. Measurement means is provided.
[0034]
The horizontal rotating beam irradiating means includes a
[0035]
With this configuration, the laser beam irradiated horizontally from the
[0036]
The light receiving means includes a
With the above configuration, the
[0037]
The angle detection means is connected to the
[0038]
With this configuration, the mirror
The inclination detecting means and the position measuring means comprise a
[0039]
The rotation angle Θ and the rotation angle width φ are input to the
First, a method for detecting the tilt of the moving
As shown in FIG. 3, when the moving
[0040]
When the distance between the irradiation center position of the laser beam (the center of the
W ≒ 2Ltan (φ / 2) (11)
Note that the distance L is the previously measured plane coordinates {Xv (t−1), Yv (t−1)} of the horizontal rotating light beam irradiation means, the direction of the moving
[0041]
When this cone detection width W is obtained, as shown in FIG. 4, assuming that the cone height of the
Δh = h (2W / Wmax−1) (12)
When the spread width α of the laser beam is not negligible, the irradiation height displacement Δh can be obtained by Expression (12) ′ when the cone width at the center height position is
[0042]
Δh = h (W−W0−α) / W0 (12) ′
The spread width α of the laser beam is
α = 2Ltan (expansion angle / 2)
Is required. Further, the spread width α of the laser beam with respect to the distance L can be stored in advance.
[0043]
The
Next, the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiation means (center position of the cylinder 35) in a state where the moving
[0044]
In FIG. 5, (Xm, Ym) are the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiation means when the moving
The coordinates (Xv, Yv) after correction of the road surface inclination are the irradiation height displacements Δh1, Δh2, at three positions (points A, B, C) of the obtained coordinates (Xm, Ym) of the horizontal rotating light beam irradiation means. It correct | amends by (DELTA) h3 and is calculated | required by following Formula (13)-(20). z0 is the irradiation height of the laser beam irradiated from the cylinder 25 (the center height of the
[0045]
[Expression 2]
Based on the configuration of the
[0046]
According to the configuration of the above equipment, the
[0047]
In this way, the coordinates (Xv, Yv) of the horizontal rotating light beam irradiation means on the horizontal plane can be obtained, so that the position of the moving
In addition, because accurate positioning of the moving
[0048]
In the first embodiment, it is necessary to calculate the distance L between the moving
[0049]
Δh = h (W / W0−1) (21)
W0 = 2Ltan (φ0 / 2) (22)
W = 2L tan (φ / 2) (23)
Δh = h {tan (φ / 2) / tan (φ0 / 2) −1} (24)
[Embodiment 2]
In the second embodiment, a
[0050]
As shown in FIG. 7, the
As shown in FIG. 8, when a light reception signal (pulse signal) of the
[0051]
According to the configuration of the
[Embodiment 3]
In the third embodiment, a
[0052]
As shown in FIG. 9, the
Further, as shown in FIG. 10, in the moving
[0053]
According to the configuration of the
[0054]
In the third embodiment, the
Also, as shown in FIG. 11, a cylindrical (or columnar) second retroreflector that has the same reflectivity as the center of the
[0055]
In the first to third embodiments, the laser beam is used. However, the laser beam is not limited to the laser beam, and any beam having a straight traveling property may be used. In addition, the
In the angle detection means, the rotation angle width φ is measured by adding the pulse signal output from the
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to detect the inclination of the moving body due to the inclination / unevenness of the road surface, and by correcting the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiation means, Plane coordinates can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an area provided with a moving body position detection facility according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a retroreflector in a moving body of the position detection facility of the moving body.
FIG. 3 is a configuration diagram of a position detection facility for the mobile body.
FIG. 4 is an explanatory diagram for obtaining an irradiation height displacement from a reflection width of a retroreflector in the position detection facility for the movable body.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a position calculation method in a moving body of the position detection facility of the moving body.
FIG. 6 is a perspective view showing the shape and arrangement of two retroreflectors of the position detection facility of the moving body.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a retroreflector of a moving object position detection facility according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a position detection facility for the mobile body.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a retroreflector of a position detection facility for a moving object according to
FIG. 10 is a configuration diagram of a position detection facility for the mobile body.
FIG. 11 is a perspective view showing the shape and arrangement of two retroreflectors of the position detection facility of the moving body.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a position calculation method in a mobile object of a conventional mobile object position detection facility.
[Explanation of symbols]
11 area
12 mobile
13 (First) Retroreflector
14, 64 (Second) Retroreflector
21 Semiconductor laser equipment
22 half mirror
23 conduit
25 cylinder
26 Reflection mirror
27, 29 Gear
28 DC motor
31 Light sensor
32 Photodetector
33 counter
41 Encoder
42 Mirror rotation angle detector
45 Controller
51 Retroreflectors
52, 61, 62 Retroreflector
63 Filter
A, B, C Location of retroreflector
Claims (13)
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向で反射面の水平方向の長さが変化する特性を有する第1再帰反射体を設け、
前記移動体において、回転しながら全周に渡って水平に光線を照射し、前記第1再帰反射体の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度を計測するとともに、前記第1再帰反射体の再帰反射光を検出している間の前記光線の回転角度幅あるいは受光時間を計測し、この計測した回転角度幅あるいは光線を照射する回転速度と受光時間に基づき移動体の傾きを求め、前記計測した回転角度および第1再帰反射体の平面座標データにより現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を前記求めた移動体の傾きにより補正すること
を特徴とする移動体の位置検出方法。A method for detecting a position of a moving body that moves within a predetermined area,
A plurality of locations where the plane coordinates of the area are known are each provided with a first retroreflector having a characteristic that the horizontal length of the reflecting surface changes in the vertical direction,
In the moving body, the light beam is irradiated horizontally over the entire circumference while rotating, and the rotation angle of the light beam when the retroreflected light of the first retroreflector is detected is measured, and the first retroreflector is measured. Measuring the rotational angle width or light receiving time of the light beam while detecting retroreflected light, and determining the inclination of the moving body based on the measured rotational angle width or rotational speed and light receiving time of the light beam, A moving object position detecting method, comprising: measuring a planar coordinate of a current position from the measured rotation angle and planar coordinate data of a first retroreflector; and correcting the planar coordinate by the obtained inclination of the moving object.
前記第2再帰反射体の再帰反射光を検出している間の前記光線の回転角度幅あるいは受光時間を計測し、この計測した第2再帰反射体の回転角度幅あるいは受光時間と第1再帰反射体の回転角度幅あるいは受光時間の比較により移動体の傾きを検出すること
を特徴とする請求項1に記載の移動体の位置検出方法。Providing a second retroreflector having a constant horizontal length of the reflecting surface in the vertical direction close to the first retroreflector,
The rotation angle width or light reception time of the light beam during the detection of the retroreflected light of the second retroreflector is measured, and the measured rotation angle width or light reception time of the second retroreflector and the first retroreflection are measured. 2. The position detection method for a moving body according to claim 1, wherein the inclination of the moving body is detected by comparing the rotation angle width of the body or the light receiving time.
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向に本数が変化する再帰反射体からなる再帰反射体群を設け、
前記移動体において、回転しながら全周に渡って水平に光線を照射し、前記再帰反射体群の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度を計測するとともに、前記再帰反射体群の再帰反射光を検出している間の前記再帰反射体の本数を計測し、この計測した再帰反射体の本数により移動体の傾きを求め、前記計測した回転角度および再帰反射体群の平面座標データにより現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を前記求めた移動体の傾きにより補正すること
を特徴とする移動体の位置検出方法。A method for detecting a position of a moving body that moves within a predetermined area,
A plurality of locations where the plane coordinates of the area are known are each provided with a retroreflector group composed of retroreflectors whose number changes in the vertical direction,
In the moving body, light is irradiated horizontally over the entire circumference while rotating, and the rotational angle of the light beam when the retroreflected light of the retroreflector group is detected is measured, and the recursion of the retroreflector group is measured. The number of the retroreflectors is measured while the reflected light is detected, the inclination of the moving body is obtained from the measured number of retroreflectors, and the measured rotation angle and the plane coordinate data of the retroreflector group are used. A method for detecting a position of a moving body, comprising: measuring a plane coordinate of a current position and correcting the plane coordinate based on the obtained inclination of the moving body.
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向に反射率が変化する特性を有する第1再帰反射体を設け、
前記移動体において、回転しながら全周に渡って水平に光線を照射し、前記第1再帰反射体の再帰反射光を検出したときの光線の回転角度を計測するとともに、前記第1再帰反射体の再帰反射光を検出しているときの受光強度を計測し、この計測した受光強度により移動体の傾きを求め、前記計測した回転角度および第1再帰反射体の平面座標データにより現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を前記求めた移動体の傾きにより補正すること
を特徴とする移動体の位置検出方法。A method for detecting a position of a moving body that moves within a predetermined area,
A plurality of locations where the plane coordinates of the area are known are each provided with a first retroreflector having a characteristic that the reflectance changes in the vertical direction,
In the moving body, the light beam is irradiated horizontally over the entire circumference while rotating, and the rotation angle of the light beam when the retroreflected light of the first retroreflector is detected is measured, and the first retroreflector is measured. The light receiving intensity when the retroreflected light is detected is measured, the inclination of the moving body is obtained from the measured light receiving intensity, and the plane of the current position is calculated from the measured rotation angle and the plane coordinate data of the first retroreflector. A method for detecting a position of a moving body, wherein coordinates are measured and the plane coordinates are corrected by the obtained inclination of the moving body.
前記第2再帰反射体の再帰反射光を検出しているときの受光強度を計測し、この計測した第2再帰反射体の受光強度と第1再帰反射体の受光強度の比較により移動体の傾きを検出すること
を特徴とする請求項4に記載の移動体の位置検出方法。Providing a second retroreflector having a constant reflectance in the vertical direction close to the first retroreflector,
The light reception intensity when the retroreflected light of the second retroreflector is detected is measured, and the inclination of the moving body is determined by comparing the measured light intensity of the second retroreflector and the light intensity of the first retroreflector. The position detection method of the moving body according to claim 4, wherein:
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向で反射面の水平方向の長さが変化する特性を有する第1再帰反射体を設け、
前記移動体に、
回転しながら全周に渡って水平に光線を照射する水平回転光線照射手段と、
前記水平回転光線照射手段より照射され前記第1再帰反射体から再帰した再帰反射光を検出する受光手段と、
前記受光手段により再帰反射光を検出したときの前記水平回転光線照射手段の回転角度と、前記受光手段により再帰反射光を検出している間の前記水平回転光線照射手段の回転角度幅あるいは受光時間を計測する角度検出手段と、
前記角度検出手段により計測された回転角度幅あるいは光線を照射する回転速度と受光時間に基づき移動体の傾きを求める傾き検出手段
を設け、
前記角度検出手段により計測された回転角度および第1再帰反射体の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を、前記傾き検出手段により求めた移動体の傾きにより補正すること
を特徴とする移動体の位置検出設備。A facility for detecting the position of a moving object that moves within a predetermined area,
A plurality of locations where the plane coordinates of the area are known are each provided with a first retroreflector having a characteristic that the horizontal length of the reflecting surface changes in the vertical direction,
In the moving body,
A horizontal rotating light beam irradiation means for irradiating a light beam horizontally over the entire circumference while rotating;
A light receiving means for detecting retroreflected light that is irradiated from the horizontal rotating light beam irradiating means and recursed from the first retroreflector;
The rotational angle of the horizontal rotating light beam irradiating means when the retroreflected light is detected by the light receiving means, and the rotational angle width or light receiving time of the horizontal rotating light beam irradiating means while detecting the retroreflected light by the light receiving means. Angle detection means for measuring
Inclination detection means for obtaining the inclination of the moving body based on the rotation angle width measured by the angle detection means or the rotation speed and the light receiving time of light irradiation,
Based on the rotation angle measured by the angle detection means and the coordinate data of the first retroreflector, the plane coordinates of the current position of the horizontal rotating light beam irradiation means are measured, and the plane coordinates are obtained by the inclination detection means. A position detection facility for a moving object, which is corrected by the inclination of the moving body.
角度検出手段は、受光手段により第2再帰反射体から再帰した光を検出している間の水平回転光線照射手段の回転角度幅あるいは受光時間を計測し、
傾き検出手段は、計測された第1再帰反射体と第2再帰反射体の再帰反射光を検出している間の回転角度幅あるいは受光時間の比較により移動体の傾きを検出すること
を特徴とする請求項6に記載の移動体の位置検出設備。In the area, a second retroreflector is provided near the first retroreflector so that the horizontal length of the reflecting surface does not change in the vertical direction.
The angle detection means measures the rotation angle width or light reception time of the horizontal rotating light beam irradiation means while detecting the light recursed from the second retroreflector by the light receiving means,
The tilt detecting means is characterized in that the tilt of the moving body is detected by comparing the rotation angle width or the light receiving time while detecting the retroreflected light of the measured first retroreflector and second retroreflector. The moving body position detection facility according to claim 6.
を特徴とする請求項6または請求項7に記載の移動体の位置検出設備。The shape of the first retroreflector is a conical shape, an inverted conical shape, a triangular pyramid shape, or an inverted triangular pyramid shape, The moving body position detecting facility according to claim 6 or 7.
前記エリアの平面座標が既知である複数箇所にそれぞれ、上下方向に本数が変化する再帰反射体からなる再帰反射体群を設け、
前記移動体に、
回転しながら全周に渡って水平に光線を照射する水平回転光線照射手段と、
前記水平回転光線照射手段より照射され、前記再帰反射体から再帰した光を検出する受光手段と、
前記受光手段により再帰した光を検出したときの前記水平回転光線照射手段の回転角度を計測する角度検出手段と、
前記受光手段により再帰した光を検出したとき、前記再帰反射体群の再帰反射体の本数を計測し、この計測した再帰反射体の本数により移動体の傾きを検出する傾き検出手段
を設け、
前記角度検出手段により計測された回転角度および再帰反射体の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を、前記傾き検出手段により検出された移動体の傾きにより補正すること
を特徴とする移動体の位置検出設備。A facility for detecting the position of a moving object that moves within a predetermined area,
A plurality of locations where the plane coordinates of the area are known are each provided with a retroreflector group composed of retroreflectors whose number changes in the vertical direction,
In the moving body,
A horizontal rotating light beam irradiation means for irradiating a light beam horizontally over the entire circumference while rotating;
A light receiving means for detecting light irradiated from the horizontal rotating light beam irradiation means and recursed from the retroreflector;
An angle detecting means for measuring a rotation angle of the horizontal rotating light beam irradiating means when detecting light recursed by the light receiving means;
When detecting the light recursed by the light receiving means, the number of retroreflectors of the retroreflector group is measured, and an inclination detecting means for detecting the inclination of the moving body based on the measured number of retroreflectors is provided,
Based on the rotation angle measured by the angle detection unit and the coordinate data of the retroreflector, the plane coordinate of the current position of the horizontal rotating light beam irradiation unit is measured, and this plane coordinate is detected by the tilt detection unit. A facility for detecting the position of a moving object, which is corrected by inclination.
前記移動体に、
回転しながら全周に渡って水平に光線を照射する水平回転光線照射手段と、
前記水平回転光線照射手段より照射され前記第1再帰反射体から再帰した再帰反射光を検出し、そのときの受光強度を検出する受光手段と、
前記受光手段により再帰反射光を検出したときの前記水平回転光線照射手段の回転角度を計測する角度検出手段と、
前記受光手段により検出された再帰反射光の受光強度により、移動体の傾きを検出する傾き検出手段
を設け、
前記角度検出手段により計測された回転角度および第1再帰反射体の座標データにより、水平回転光線照射手段の現在位置の平面座標を計測し、この平面座標を、前記傾き検出手段により検出された移動体の傾きにより補正すること
を特徴とする移動体の位置検出設備。A position detection facility for a moving body that moves within a predetermined area, wherein a first retroreflector having a characteristic that the reflectance changes in the vertical direction is provided at each of a plurality of locations where the plane coordinates of the area are known,
In the moving body,
A horizontal rotating light beam irradiation means for irradiating a light beam horizontally over the entire circumference while rotating;
A light receiving means for detecting retroreflected light irradiated from the horizontal rotating light beam irradiating means and recursed from the first retroreflector, and detecting a received light intensity at that time;
An angle detection means for measuring a rotation angle of the horizontal rotating light beam irradiation means when retroreflected light is detected by the light receiving means;
An inclination detecting means for detecting the inclination of the moving body is provided based on the intensity of the retroreflected light detected by the light receiving means,
Based on the rotation angle measured by the angle detection unit and the coordinate data of the first retroreflector, the plane coordinate of the current position of the horizontal rotating light beam irradiation unit is measured, and this plane coordinate is detected by the inclination detection unit. A moving body position detection facility characterized by correction based on body tilt.
受光手段は、前記第2再帰反射体から再帰した再帰反射光の受光強度を計測し、
傾き検出手段は、受光手段により検出された第1再帰反射体と第2再帰反射体の再帰反射光の受光強度の比較により移動体の傾きを検出すること
を特徴とする請求項10に記載の移動体の位置検出設備。In the area, a second retroreflector having a constant reflectance in the vertical direction is provided close to the first retroreflector,
The light receiving means measures the light reception intensity of the retroreflected light recursed from the second retroreflector,
The inclination detecting means detects the inclination of the moving body by comparing the received light intensity of the retroreflected light of the first retroreflector and the second retroreflector detected by the light receiving means. Position detection equipment for moving objects.
を特徴とする請求項10または請求項11記載の移動体の位置検出設備。The first retroreflector is formed by pasting a retroreflector having a constant reflectivity in the vertical direction with a filter having a different light absorption rate in the vertical direction. Position detection equipment for moving objects.
を特徴とする請求項10または請求項11記載の移動体の位置検出設備。The position detection facility for a moving body according to claim 10 or 11, wherein the first retroreflector is composed of retroreflectors having different colors in the vertical direction.
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