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JPH0259687A - Mobile position detection device - Google Patents

Mobile position detection device

Info

Publication number
JPH0259687A
JPH0259687A JP21081888A JP21081888A JPH0259687A JP H0259687 A JPH0259687 A JP H0259687A JP 21081888 A JP21081888 A JP 21081888A JP 21081888 A JP21081888 A JP 21081888A JP H0259687 A JPH0259687 A JP H0259687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moving
laser
laser signal
signal
rotation angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21081888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sukeyasu Ono
小野 祐靖
Hiroshi Saito
寛 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ikegami Tsushinki Co Ltd
Original Assignee
Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ikegami Tsushinki Co Ltd filed Critical Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority to JP21081888A priority Critical patent/JPH0259687A/en
Publication of JPH0259687A publication Critical patent/JPH0259687A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、搬送用ロボットや移動しながら作業する農業
用ロボット等の移動を制御するために移動位置を検出す
る装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a device for detecting the movement position of a transport robot, an agricultural robot that works while moving, etc. in order to control the movement thereof.

〈従来の技術〉 現在の農業は農産物の価格を下げるために各国とも機械
化が進み、それに伴って機械化に適した基盤整備等の農
地造成も世界各地で着々と進行している。
<Conventional technology> Mechanization of agriculture is progressing in many countries in order to lower the price of agricultural products, and along with this, agricultural land development such as infrastructure development suitable for mechanization is progressing steadily in various parts of the world.

また、機械化と同時に自動化の要求も高まりつつあり、
農業用ロボットをジンピエータ制御により移動させつつ
作業させることが試みられようとしている。
Additionally, along with mechanization, the demand for automation is also increasing.
Attempts are being made to allow agricultural robots to move and perform work using ginpiator control.

〈発明が解決しようとする課題〉 この場合、ロボットを予め設定された動作モードに従っ
て移動させるためにはロボットの現在位置を常時確認し
ておく必要がある。
<Problems to be Solved by the Invention> In this case, in order to move the robot according to a preset operation mode, it is necessary to constantly check the current position of the robot.

従来より、この種の移動位置を検出する方法については
種々提案されてはいるが、一般に装置が大掛かりとなり
過ぎてコストアップが著しいと言う問題があった。
Although various methods for detecting this type of movement position have been proposed in the past, there has been a problem in that the devices are generally too large-scale, resulting in a significant increase in cost.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、比較的簡易な構成でありながら、ロボット等の移動
体の移動位置を常時容易かつ高精度に検出でき以て農業
機械化等の大幅な促ムを可能にした移動位置検出装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been developed in view of these conventional problems, and although it has a relatively simple configuration, it can easily and accurately detect the moving position of a moving object such as a robot at any time, and is useful for agricultural mechanization, etc. It is an object of the present invention to provide a moving position detection device that enables a large amount of prompting.

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第1図に示すように、一定距離を
持つ2地点から所定範囲内で、これら2地点を含む略平
な面上を移動する移動体の位置を検出する装置であって
、前記2地点に、その回りを前記移動体の移動面と略平
行な面に沿って光軸を回転させつつレーザー信号を発信
するレーザー発信器を設けると共に、前記移動体に前記
レーザー信号を受信するレーザー受信器を設け、かつ、
前記レーザー受信器による各レーザー信号受信時の基準
方向に対する回転角を検出する回転角検出手段と、該検
出された回転角と2地点間の距離とに基づいて2地点を
基準とする移動体の位置座標を演算する位置座標演算手
段とを設けた構成とする。
<Means for Solving the Problems> Therefore, as shown in FIG. A device for detecting the position of a body, wherein a laser transmitter is provided at the two points and transmits a laser signal while rotating an optical axis around the two points along a plane substantially parallel to the plane of movement of the moving body. , the mobile body is provided with a laser receiver that receives the laser signal, and
rotation angle detection means for detecting a rotation angle with respect to a reference direction when each laser signal is received by the laser receiver; and a rotation angle detection means for detecting a rotation angle with respect to a reference direction when each laser signal is received by the laser receiver; The configuration includes a position coordinate calculation means for calculating position coordinates.

また、回転角検出手段は、例えば、各レーザー信号に各
々の基準方向に対する回転角の情報を付与する回転角情
報付与手段と、前記2地点から発信されレーザー受信器
によって受信されたレーザー信号から夫々の回転角情報
を読み取る読み取り手段とで構成する。
Further, the rotation angle detection means includes, for example, a rotation angle information providing means that provides each laser signal with information on the rotation angle with respect to each reference direction, and a rotation angle information providing means that provides each laser signal with information on the rotation angle with respect to each reference direction, and a rotation angle information providing means that provides information on the rotation angle with respect to each reference direction to each laser signal, and a rotation angle information providing means that provides information on the rotation angle with respect to each reference direction, and a rotation angle information providing means that provides information on the rotation angle with respect to each reference direction, and a rotation angle information providing means that provides information on the rotation angle with respect to each reference direction. and reading means for reading rotation angle information.

上記の場合、回転角情報付与手段は、例えば定速回転す
るレーザー信号を、その基準方向に対する回転角を時分
割した角度信号で変調することにより回転角情報を付与
する構成とすればよい。
In the above case, the rotation angle information providing means may be configured to provide rotation angle information by, for example, modulating a laser signal rotating at a constant speed with an angle signal obtained by time-sharing the rotation angle with respect to the reference direction.

或いは、回転角検出手段は、前記各レーザー信号が基準
方向に一致してから、前記移動体のレーザー受信器によ
って受信されるまでの所要時間を計測する計時手段と、
前記計時手段によって計測された所要時間から基準方向
に対する回転角を演算する回転角演算手段とで構成して
もよい。
Alternatively, the rotation angle detection means includes a timer for measuring the time required from when each of the laser signals coincides with the reference direction until it is received by the laser receiver of the moving body;
The rotation angle calculation means may be configured to calculate a rotation angle with respect to a reference direction from the required time measured by the time measurement means.

また、以上のものにおいて、各レーザー信号が夫々の基
準方向に一致したことを検出して、基準方向の較正を行
う基準方向較正手段を含んで構成してもよい。
Further, in the above configuration, a reference direction calibration means may be included for detecting that each laser signal coincides with each reference direction and calibrating the reference direction.

そして、前記基準方向較正手段は、例えば前記2地点か
ら夫々相手方の地点に向けて発信されたレーザー信号を
相手方で受信したことを検出゛したときに当該信号の基
準方向を較正すればよい。
Then, the reference direction calibration means may calibrate the reference direction of the signal, for example, when it is detected that the laser signal transmitted from the two points toward the other party's point is received by the other party.

また、基準方向較正手段を、前記2地点から夫々相手方
の地点に向けて発信されたレーザー信号を相手方で受信
させ、相手方から自己の地点に向けて返信させた信号を
自己の地点で受信したことを検出したときに当該信号の
基準方向を較正するようにしてもよい。その場合の構成
としては、例えば、前記2地点に相手方から発信された
レーザー信号を受信するレーザー受信器を備えると共に
、該レーザー受信器によって受信したレーザー信号を相
手方に返信する光ファイバーを備えて構成し、返信され
たレーザー信号を検出して基準方向を較正するようにす
ればよい。または、前記2地点に夫々相手方の地点から
発信されたレーザー信号を反射する反射鏡と、相手方の
反射鏡から反射されたレーザー信号を受信するレーザー
受信器とを備えて構成し、該受信されたレーザー信号を
検出して基準方向を較正するようにしてもよい。
Further, the reference direction calibration means is configured to cause the other party to receive a laser signal transmitted from the two points to the other party's point, and to receive a signal sent back from the other party to the own point at the own point. The reference direction of the signal may be calibrated when the signal is detected. In that case, the configuration may include, for example, a laser receiver that receives a laser signal transmitted from the other party at the two points, and an optical fiber that returns the laser signal received by the laser receiver to the other party. , the reference direction may be calibrated by detecting the returned laser signal. Alternatively, the two points are each provided with a reflecting mirror that reflects the laser signal emitted from the other's point, and a laser receiver that receives the laser signal reflected from the other's reflecting mirror, and the received laser signal is The reference direction may be calibrated by detecting the laser signal.

また、基準方向較正手段は、一方の地点で、相手方から
発信されたレーザー信号を受信したときに該レーザー信
号の基準信号を較正すると共に、該地点から発信された
レーザー信号を相手方で受信させ、相手方から自己の地
点に向けて返信させた信号を自己の地点で受信したこと
を検出する構成としてもよい。
Further, the reference direction calibration means calibrates the reference signal of the laser signal when receiving the laser signal transmitted from the other party at one point, and causes the other party to receive the laser signal transmitted from the point, It may be configured to detect that a signal sent back from the other party to the own location is received at the own location.

さらに、基準方向較正手段は、初期において、一方のレ
ーザー信号を受信した時点で該レーザー信号の回転を停
止させ、他方のレーザー信号を受信した時点で前記一方
のレーザー信号の回転を再開させてなり、以降2つのレ
ーザー信号を同時に受信して基準方向、の較正を行うよ
うにしてもよい。
Furthermore, the reference direction calibration means initially stops the rotation of the one laser signal when the laser signal is received, and restarts the rotation of the one laser signal when the other laser signal is received. , thereafter, two laser signals may be received simultaneously to calibrate the reference direction.

また、前記したように回転角検出を計時によって行うよ
うにしたものでは、基準方向較正手段は、レーザー信号
が基準方向と一致したことを検出したときに、移動体に
向けて該検出信号を発信する発信手段と、移動体側に前
記検出信号を受信する受信手段とを備えて構成してもよ
い。その場合、発信手段を電波発信器、受信手段を電波
受信器としてもよく、或いは発信手段をストロボ発信器
、受信手段をストロボ受信器としてもよい。
Further, in the case where the rotation angle is detected by timing as described above, the reference direction calibration means transmits the detection signal toward the moving object when it detects that the laser signal coincides with the reference direction. The detection signal may be configured to include a transmitting means for transmitting the detection signal, and a receiving means for receiving the detection signal on the mobile body side. In that case, the transmitting means may be a radio wave transmitter and the receiving means may be a radio wave receiver, or the transmitting means may be a strobe transmitter and the receiving means may be a strobe receiver.

さらに同一の目的を達成する別の発明においては第2図
に示すように、 一定距離を持つ2地点から所定範囲内で、これら2地点
を含む略平な面上を移動する移動体の位置を検出する装
置であって、前記移動体に、その回りを該移動体の移動
面と略平行な面に沿って回転させつつパルス変調された
レーザー信号を発信するレーザー発信器を設けると共に
、前記2地点に夫々前記レーザー発信器から発信された
レーザー信号を発信方向に反射する円筒状の反射鏡を設
け、かつ、該反射されたレーザー信号を受信するレーザ
ー受信器を移動体に設け、前記レーザー発信器から発信
されるレーザー信号とレーザー受信器に受信されるレー
ザー信号とのパルス位相差を検出することにより、移動
体と2地点との各距離を演算する距離演算手段と、該演
算された移動体と2地点との各距離と2地点相互の距離
とから移動体の2地点を基準とする移動体の位置座標を
演算する位置座標演算手段とを含んで構成する。
Furthermore, in another invention that achieves the same object, as shown in FIG. The detection apparatus is provided with a laser transmitter that transmits a pulse-modulated laser signal while rotating the movable body along a plane substantially parallel to the plane of movement of the movable body, and the second A cylindrical reflecting mirror that reflects the laser signal emitted from the laser transmitter in the transmission direction is provided at each point, and a laser receiver that receives the reflected laser signal is provided on the moving body, and the laser transmitter distance calculation means for calculating each distance between the moving object and two points by detecting a pulse phase difference between a laser signal emitted from the device and a laser signal received by the laser receiver; The apparatus includes position coordinate calculation means for calculating position coordinates of the moving body with reference to the two points of the moving body from each distance between the body and the two points and the distance between the two points.

さらに、以上のような移動位置検出を行うものにおいて
、移動体に、目標となる動作モードの軌道を位置座標と
して入力自由な動作モード入力手段と、自己の移動位置
検出毎に、入力された動作モードの軌道目標位置と検出
位置とを比較して移動体を軌道目標位置に近づけるよう
に駆動系をフィードバック制御するフィードバック制御
手段を含んで構成してもよい。
Furthermore, in the device that detects the movement position as described above, there is an operation mode input means that allows the moving body to freely input the trajectory of the target operation mode as position coordinates, and an operation mode input means that inputs the trajectory of the target operation mode as position coordinates to the moving body, and an input operation that is input every time the movement position of the object is detected. The configuration may include a feedback control means that performs feedback control of the drive system so as to compare the trajectory target position of the mode with the detected position and bring the moving body closer to the trajectory target position.

この場合、フィードバック制御手段は、移動体の移動方
向を判別する移動方向判別手段と、判別された移動方向
に基づいて移動体の移動方向を制御する移動方向制御手
段とを含んで構成してもよい。移動方向判別手段は、例
えば自己の移動位置検出毎に現在位置と前回位置とに基
づいて移動方向を判別する構成としてもよ(、或いは、
移動体に装着した方位磁石で構成してもよい。また、移
動方向制御手段は、移動体が動作モードの目標軌道から
外れたときに、目標軌道に対して進行方向のいずれの側
に外れているかを判別し、夫々の外れ側に対して移動体
の移動方向を目標軌道の進行方向との為す角度が所定値
となるように修正制御する構成としてもよい。或いは、
移動方向制御手段は、移動体を滑らかに目標軌道に一致
させるための軌道モードを設定し、該設定された軌道モ
ードに沿った方向に移動体を移動させる構成としてもよ
い。さらに、移動方向制御手段は、自己の移動位置の検
出毎に新たに目標とする軌道の位置座標を移動方向に従
って順次入力し、最新に入力された位置座標と検出され
た移動位置とを比較し、移動体を目標となる軌道に近づ
ける方向に移動する構成であってもよい。
In this case, the feedback control means may include a moving direction determining means for determining the moving direction of the moving object, and a moving direction controlling means for controlling the moving direction of the moving object based on the determined moving direction. good. The moving direction determining means may be configured to, for example, determine the moving direction based on the current position and the previous position each time the self moving position is detected (or,
It may also be composed of a compass attached to a moving body. Furthermore, when the moving object deviates from the target trajectory in the operation mode, the moving direction control means determines which side of the moving direction it deviates from with respect to the target trajectory, and moves the moving object toward each deviated side. The configuration may be such that correction control is performed so that the angle between the moving direction of the target trajectory and the traveling direction of the target trajectory becomes a predetermined value. Or,
The movement direction control means may be configured to set a trajectory mode for causing the moving object to smoothly match the target trajectory, and to move the moving object in a direction along the set trajectory mode. Further, the movement direction control means sequentially inputs position coordinates of a new target trajectory each time its own movement position is detected according to the movement direction, and compares the most recently input position coordinates with the detected movement position. , the moving object may be moved in a direction closer to the target trajectory.

〈作用〉 2地点から夫々発信されるレーザー信号は夫々の地点の
回りに移動体の移動面と略平行に光軸を回転し、回転角
検出手段は、前記各レーザー信号が基準方向に一致して
から、移動体に設けられたレーザー受信器に受信される
までの回転角を検出する。
<Operation> Laser signals respectively emitted from two points rotate their optical axes around the respective points substantially parallel to the plane of movement of the moving object, and the rotation angle detection means detects when each of the laser signals coincides with the reference direction. Then, the rotation angle is detected until it is received by a laser receiver installed on the moving body.

前記各レーザー信号の回転角の検出により、前記2地点
を結ぶ方向と移動体のレーザー受信器との為す角度を知
ることができるため、これら2つの角度と2地点間の距
離とに基づいて、位置座標演算手段により2地点を基準
とする移動体の位置座標が求められる。
By detecting the rotation angle of each of the laser signals, it is possible to know the angle between the direction connecting the two points and the laser receiver of the moving body. Based on these two angles and the distance between the two points, The position coordinate calculation means calculates the position coordinates of the moving body with two points as references.

また、回転角検出手段を回転角情報付与手段と読み取り
手段とで構成した場合には、回転角情報付与手段により
、レーザー信号に基準方向に対する回転角の情報が付与
されるため、移動体のレーザー受信器で受信された時に
該信号に付与されている回転角情報を読み取り手段によ
って読み取ることにより、回転角を検出できる。
Furthermore, when the rotation angle detection means is composed of a rotation angle information adding means and a reading means, the rotation angle information adding means adds information on the rotation angle with respect to the reference direction to the laser signal. The rotation angle can be detected by reading the rotation angle information given to the signal when it is received by the receiver using the reading means.

また、回転角情報付与手段を基準方向に対する回転角を
、時分割した角度信号で変調すれば、該変調されたパル
ス数等を読み取り手段でカウントすることにより、角度
検出を行える。
Further, if the rotation angle information providing means modulates the rotation angle with respect to the reference direction using a time-divided angle signal, the angle can be detected by counting the number of modulated pulses and the like with the reading means.

また、回転角検出手段を、計時手段と回転角演算手段と
で構成した場合には、計時手段により定速回転するレー
ザー信号の基準方向較正時からレーザー受信器受信時ま
での経過時間を計測し、該計測時間を回転角演算手段に
より、回転角に換算することによって、回転角を検出で
きる。
In addition, when the rotation angle detection means is composed of a time measurement means and a rotation angle calculation means, the time measurement means measures the elapsed time from when the reference direction of the laser signal rotating at a constant speed is calibrated to when the laser receiver receives it. The rotation angle can be detected by converting the measured time into a rotation angle using the rotation angle calculation means.

また、以上のものに基準方向較正手段を付加したものに
おいては、レーザー信号の回転毎に基準方向との一致を
検出して構成が行われるため、移動位置検出精度を安定
して維持することができる。
In addition, in the above-mentioned device in which a reference direction calibration means is added, the configuration is performed by detecting coincidence with the reference direction every time the laser signal rotates, so it is difficult to stably maintain movement position detection accuracy. can.

その場合、一方の地点から発信されたレーザー信号を相
手方で受信したときに基準方向を較正する場合には、夫
々の地点にレーザー受信器等を設けて受信時に較正すれ
ばよい。
In that case, if the reference direction is to be calibrated when a laser signal transmitted from one point is received by the other party, a laser receiver or the like may be provided at each point and calibrated at the time of reception.

また、一方の地点から発信されたレーザー信号を相手方
で受信させ、相手方がら自己の地点に返信された時に較
正することもでき、その場合に、2地点に設けたレーザ
ー受信器と該受信信号を返送する光ファイバとで構成し
たものでは、相手地点から発信されたレーザー信号を受
信して光ファイバで返信することにより、当該レーザー
信号発信時の方向を基準方向として較正できる。また、
2地点に設けた反射鏡とレーザー受信器とで構成したも
のでは、相手地点から発信されたレーザー信号を反射鏡
で反射して相手方のレーザー受信器に受信させることに
より、当該レーザー信号発信時の方向を基準方向として
較正できる。
It is also possible to have the other party receive a laser signal emitted from one location, and calibrate when the other party sends it back to its own location. In that case, the laser receivers installed at two locations and the received signal can be calibrated. In the case of a device configured with a return optical fiber, by receiving a laser signal transmitted from the other party's point and sending it back through the optical fiber, calibration can be performed using the direction at which the laser signal was transmitted as a reference direction. Also,
In a system consisting of a reflector and a laser receiver installed at two locations, the laser signal transmitted from the other location is reflected by the reflector and received by the other party's laser receiver. The direction can be calibrated using the reference direction.

また、基準方向較正手段を、一方の地点で、相手方から
発信されたレーザー信号を受信したときに該レーザー信
号の基準信号を較正すると共に、該地点から発信された
レーザー信号を相手方で受信させ、相手方から自己の地
点に向けて返信させた信号を自己の地点で受信したこと
を検出する構成したものでは、一方の地点で2つのレー
ザー信号の基準方向が較正される。
Further, the reference direction calibrating means calibrates the reference signal of the laser signal when a laser signal transmitted from the other party is received at one point, and causes the other party to receive the laser signal transmitted from the point, In a device configured to detect that a signal sent back from the other party toward the user's location is received at the user's location, the reference directions of the two laser signals are calibrated at one location.

また、上記時間計測による回転角検出手段を備えたもの
で、基準方向較正手段として検出信号を移動体に発信す
る発信手段を備え、移動体側に受信手段を備えたもので
は、移動体側で検出信号を受信したときに基準方向の較
正が行われ、その時点から時間計測が開始される9例え
ば、前記2地点に設けたレーザー受信器及び電波発信器
と、移動体に設けた電波受信器とで構成した場合には、
レーザー受信器による相手方からのレーザー信号受信時
に移動体に電波を発信し、これを移動体側で受信したと
きに基準方向の較正が行われる。また、前記2地点に夫
々設けた反射鏡と、レーザー受信器と、電波発信器と、
移動体側に設けた電波受信器とで構成した場合には、相
手地点の反射鏡で反射して戻ってくるレーザー信号を自
らのレーザー受信器で受信して電波発信器により移動体
に電波が発信され、これが、移動体側の電波受信器によ
り受信されたときに基準方向の較正が行われる。また、
一方の地点にのみ設けた2つのレーザー受信器と、相手
方の地点に設けられた反射鏡と、異なる電波を移動体に
発信する電波発信器と、移動体側の電波受信器とで構成
した場合には、自らのレーザー信号は相手方の反射鏡で
反射されて戻されて一方のレーザー受信器で受信され、
相手方からのレーザー信号は、直接他方のレーザー受信
器で受信して、夫々異なる電波が電波発信器から発信さ
れ、これを移動体側の電波受信器により受信したときに
基準方向の較正が行われる。
In addition, if the device is equipped with the above-mentioned rotation angle detection means using time measurement, and is equipped with a transmitting means for transmitting a detection signal to the moving object as a reference direction calibration means, and a receiving means on the moving object side, the detection signal is transmitted on the moving object side. When the reference direction is received, the reference direction is calibrated, and time measurement starts from that point. If configured,
When the laser receiver receives a laser signal from the other party, it transmits radio waves to the mobile body, and when the mobile body receives the radio waves, the reference direction is calibrated. Further, a reflecting mirror provided at each of the two points, a laser receiver, and a radio wave transmitter,
When configured with a radio wave receiver installed on the moving object side, the laser signal reflected back from the mirror at the other point is received by the own laser receiver, and the radio wave is transmitted to the moving object by the radio wave transmitter. When this is received by the radio wave receiver on the mobile body side, the reference direction is calibrated. Also,
When configured with two laser receivers installed at only one point, a reflector installed at the other point, a radio wave transmitter that transmits different radio waves to the moving object, and a radio wave receiver on the moving object side. , one's laser signal is reflected back by the other's reflector and received by one laser receiver,
The laser signal from the other party is directly received by the other laser receiver, and different radio waves are transmitted from the radio wave transmitter, and when these are received by the radio wave receiver on the mobile body side, the reference direction is calibrated.

また、さらに、基準方向較正手段は、初期において、一
方のレーザー信号を受信した時点で該レーザー信号の回
転を停止させ、他方のレーザー信号を受信した時点で前
記一方のレーザー信号の回転を再開させてなり、以降2
つのレーザー信号を同時に受信して基準方向の較正を行
うようにしたものでは、基準方向の較正を同時に行える
ため、特に回転角を計時で検出するものにおいて、電波
発信器やストロボ発信器から1種類の較正用の信号を発
信するだけで基準方向の較正を行える。
Furthermore, the reference direction calibration means initially stops the rotation of the one laser signal at the time when the one laser signal is received, and restarts the rotation of the one laser signal at the time the other laser signal is received. After that, 2
If the reference direction is calibrated by receiving two laser signals at the same time, the reference direction can be calibrated at the same time.Especially in the case of a device that detects the rotation angle by timing, only one type of radio wave transmitter or strobe transmitter can be used. The reference direction can be calibrated simply by transmitting a calibration signal.

さらに、移動体側にレーザー発信器及びレーザー受信器
を設けると共に、前記2地点に夫々円筒状の反射鏡を設
け、かつ、距離演算手段と、位置座標演算手段とを含ん
で構成したものでは、移動体から、レーザー発信器によ
り、その回りを該移動体の移動面と略平行な面に沿って
回転させつつパルス変調されたレーザー信号が発信され
、これが2地点の円筒状の反射鏡により反射されて移動
体のレーザー受信器に受信される。この受信された時の
レーザー信号と前記レーザー発信器から発信された時の
レーザー信号とレーザー受信器に受信されるレーザー信
号とのパルス位相差によって距離演算手段により移動体
と2地点との各距離が演算され、さらに位置座標演算手
段により、2地点との各距離と2地点相互の距離とから
移動体の2地点を基準とする移動体の位置座標が演算さ
れる。
Furthermore, in a structure in which a laser transmitter and a laser receiver are provided on the moving object side, cylindrical reflecting mirrors are provided at each of the two points, and distance calculation means and position coordinate calculation means are included, the movement A pulse-modulated laser signal is emitted from the body by a laser transmitter while rotating along a plane approximately parallel to the plane of movement of the moving object, and this is reflected by cylindrical reflecting mirrors at two points. and is received by the laser receiver of the mobile object. Based on the pulse phase difference between the received laser signal, the laser signal emitted from the laser transmitter, and the laser signal received by the laser receiver, distance calculation means calculates the distance between the moving object and two points. is calculated, and further, the position coordinate calculation means calculates the position coordinates of the moving body with reference to the two points of the moving body from each distance to the two points and the distance between the two points.

さらに、以上のような移動位置検出を行うものにおいて
、移動体に動作モード入力手段と、フィードバック制御
手段を含んで構成したものでは、目標となる動作モード
の軌道が位置座標として入力され、自己の移動位置検出
毎に、入力された動作モードの軌道目標位置と検出位置
とを比較して移動体を軌道目標位置に近づけるように駆
動系がフィードバック制御される。
Furthermore, in the above-mentioned moving position detection device, if the moving object is configured to include an operation mode input means and a feedback control means, the trajectory of the target operation mode is input as the position coordinates, and the self Each time the movement position is detected, the drive system is feedback-controlled so as to compare the trajectory target position of the input operation mode with the detected position and bring the moving body closer to the trajectory target position.

この場合、フィードバック制御手段を、移動方向判別手
段と、移動方向制御手段とを含んで構成してものでは、
移動体の移動方向を判別しつつ、該判別された移動方向
に基づいて移動体の移動方向を制御できる。移動方向判
別手段を、自己の移動位置検出毎に現在位置と前回位置
とに基づいて移動方向を判別する構成とすれば、ソフト
ウェアで移動方向が判別できるが、移動体に装着した方
位磁石で構成すれば高精度に移動方向を検出できる。ま
た、移動方向制御手段を、移動体が動作モードの目標軌
道から外れたときに、目標軌道に対して進行方向のいず
れの側に外れているかを判別し、夫々の外れ側に対して
移動体の移動方向を目標軌道の進行方向との為す角度が
所定値となるように修正制御する構成とすれば、軌道に
所定の進行角度を為して乗ることができるため、オーバ
ーシュートを抑制できる。また、移動方向制御手段を、
設定された軌道モードに沿った方向に移動体を移動させ
る構成とすれば、移動体を滑らかに目標軌道に一致させ
ることができる。さらに、移動方向制御手段を、自己の
移動位置の検出毎に新たに目標とする軌道の位置座標を
移動方向に従って順次入力し、最新に入力された位置座
標と検出された移動位置とを比較し、移動体を目標とな
る軌道に近づける方向に移動する構成とすれば、制御が
簡易に行える。
In this case, if the feedback control means is configured to include a moving direction determining means and a moving direction controlling means,
While determining the moving direction of the moving object, the moving direction of the moving object can be controlled based on the determined moving direction. If the moving direction determining means is configured to determine the moving direction based on the current position and the previous position each time the self moving position is detected, the moving direction can be determined by software, but it is configured using a compass attached to the moving body. This allows the direction of movement to be detected with high accuracy. Further, when the moving object deviates from the target trajectory in the operation mode, the moving direction control means determines which side of the moving direction the moving object deviates from the target trajectory, and moves the moving object toward each deviated side. If the configuration is such that the angle between the moving direction of the target trajectory and the traveling direction of the target trajectory becomes a predetermined value, it is possible to ride the trajectory at a predetermined advancing angle, thereby suppressing overshoot. In addition, the movement direction control means,
If the configuration is such that the moving object is moved in a direction along the set trajectory mode, the moving object can be smoothly aligned with the target trajectory. Furthermore, the position coordinates of a new target trajectory are sequentially input to the movement direction control means according to the movement direction each time the own movement position is detected, and the most recently input position coordinates are compared with the detected movement position. If the configuration is such that the moving object is moved in a direction closer to the target trajectory, control can be easily performed.

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

一実施例の構成を示す第3図において、農場(フィール
ド)等の2つの地点A、Bにレーザー信号制御装置1.
2が備えられている。
In FIG. 3 showing the configuration of an embodiment, a laser signal control device 1.
2 are provided.

今、A地点を原点とし、A地点とB地点とを結ぶ直線方
向をy軸、原点を通ってy軸と直角な方向をy軸として
説明する。
Now, explanation will be given with point A as the origin, the straight line direction connecting point A and point B as the y-axis, and the direction passing through the origin and perpendicular to the y-axis as the y-axis.

移動体である農業用等のロボット3はχ軸方向にはA、
B間の範囲内にあって、y軸方向に直線ABから所定距
離の範囲内を後述する所定の軌道モードに沿って移動制
御される。該ロボット3はモーターによって一体構造の
車輪とハンドルとが駆動され、移動方向の転換時にはそ
の場所で360゜回転できるようになっている。
The agricultural robot 3, which is a mobile object, has A in the χ axis direction,
The movement is controlled within the range between B and a predetermined distance from the straight line AB in the y-axis direction along a predetermined trajectory mode to be described later. The robot 3 has integrated wheels and a handle driven by a motor, and can rotate 360 degrees at the same location when changing direction of movement.

前記レーザー信号制御装置1,2は第4図に示すように
、箱状の本体11内にレーザー発信器12が組み込まれ
、該レーザー発信器12から上方に向けて発信される。
As shown in FIG. 4, the laser signal control devices 1 and 2 have a laser transmitter 12 built into a box-shaped main body 11, and a laser signal is emitted upward from the laser transmitter 12.

本体11上部には、サーボモータ13が回転軸を下方に
向けて装着され、回転軸の下端にはミラー14が鏡面を
下向きに回転軸に対して45゜の角度傾斜して固定され
ている。
A servo motor 13 is mounted on the upper part of the main body 11 with its rotating shaft facing downward, and a mirror 14 is fixed to the lower end of the rotating shaft with its mirror surface facing downward and tilted at an angle of 45 degrees with respect to the rotating shaft.

そして、前記レーザー発信器11から発信されたレーザ
ー信号は、本体11壁に形成された通し孔11aを通っ
てミラー14に当たり、水平方向に反射されるが、該ミ
ラー14がサーボモータ13により定速(例えば約18
0Orpm )で回転されると、レーザー信号もサーボ
モータ13の回転軸を中心として水平方向に回転しつつ
発信される。
The laser signal transmitted from the laser transmitter 11 passes through a through hole 11a formed in the wall of the main body 11, hits a mirror 14, and is reflected in the horizontal direction. (For example, about 18
When the servo motor 13 is rotated at 0 rpm), a laser signal is also transmitted while rotating in the horizontal direction about the rotation axis of the servo motor 13.

また、各レーザー信号制御装置1,2の本体11側壁に
は、相互に対向する受光面を有し、相手方から発信され
たレーザー信号を受信するレーザー受信器15が装着さ
れ、これら各レーザー受信器15で受信されたレーザー
信号は光ファイバー20を介して、相手方のレーザー信
号制御装置1.2に返信されるようになっている。
Further, a laser receiver 15 is attached to the side wall of the main body 11 of each laser signal control device 1, 2, and has a light receiving surface facing each other and receives a laser signal transmitted from the other party. The laser signal received at 15 is sent back to the other party's laser signal control device 1.2 via an optical fiber 20.

そして、レーザー信号制御装置1.2には、夫々から発
信され光ファイバー20を介して返信されたレーザー信
号を受信する毎に、該し=−ザー信号の回転角方向を基
準方向として0°にリセットし、その後単位回転角(例
えば0.(11°)回転する毎に変化するパルスコード
(例えば20bit 19列等で構成される)でレーザ
ー信号を変調するして出力する回路が後述するように内
蔵されている。
The laser signal control device 1.2 is reset to 0° with the rotation angle direction of the laser signal as a reference direction each time it receives the laser signal transmitted from each and returned via the optical fiber 20. Then, as described later, a circuit that modulates and outputs the laser signal with a pulse code (for example, composed of 20 bits, 19 columns, etc.) that changes every unit rotation angle (for example, 0. (11 degrees)) is built-in. has been done.

一方、ロボット3にはボール21が立てられ、該ボール
21の先端にはレーザー受信器22が装着されている。
On the other hand, a ball 21 is erected on the robot 3, and a laser receiver 22 is attached to the tip of the ball 21.

該レーザー受信器22は、第5図に示すように、直径3
c+a程度の円筒状のケース23外周壁に多数の集光用
のレンズ24が配設され、ケース23内部には、各レン
ズ24の内側の焦点に当たる所に先端を望ませて同数本
の光ファイバ25が装着され、該光ファイバ25の下端
は集束されて後述する分波器に集光した光を入力させる
ようになっている。
The laser receiver 22 has a diameter of 3 as shown in FIG.
A large number of condensing lenses 24 are arranged on the outer peripheral wall of a cylindrical case 23 of approximately c+a size, and the same number of optical fibers are placed inside the case 23 with their tips facing the focal point inside each lens 24. 25 is attached, and the lower end of the optical fiber 25 is converged so that the condensed light is input to a demultiplexer, which will be described later.

尚、レンズ24はロボット3の移動するフィールドの凹
凸によってロボット3が上下動してもレーザー信号を受
信し得るだけの数が縦方向に並べて設けられる。
Incidentally, the number of lenses 24 is arranged in the vertical direction so that the robot 3 can receive the laser signal even if the robot 3 moves up and down due to the unevenness of the field in which the robot 3 moves.

前記レーザー受信器22には、第6図に示すように下部
にロッド26が連結され、該ロッド26の中間部がボー
ル21にユニバーサルジヨイント又は自動調芯ベアリン
グ27を介して全方向回転自由に装着されると共に、ロ
ッド26の下端に重り2Bが連結され、かかる構造によ
り、走行するロボット3が水平面に対して傾斜してもレ
ーザー受信器22は、鉛直方向に保たれるや そして、ロボット3には、前記レーザー受信器22で、
レーザー信号制御装置1,2から発信されたレーザー信
号a、bを受信して、これから得た回転角情報と予め記
憶された2地点A、B間の距離りとから、ロボット3自
身の移動位置C(x。
A rod 26 is connected to the lower part of the laser receiver 22, as shown in FIG. At the same time, the weight 2B is connected to the lower end of the rod 26, and with this structure, even if the running robot 3 is tilted with respect to the horizontal plane, the laser receiver 22 is maintained in the vertical direction. In the laser receiver 22,
The robot 3 receives the laser signals a and b sent from the laser signal control devices 1 and 2, and determines the movement position of the robot 3 from the rotation angle information obtained from the laser signals and the distance between the two points A and B stored in advance. C(x.

y)を検出するための回路と、検出された位置に基づい
て、ロボット3を軌道モード上に沿って走行(例えば約
1 m/ sで移動)させるための制御回路その他ロボ
ット3による農作業を制御するための回路(これについ
ては説明を省略する)が内蔵されている。
y) and a control circuit for moving the robot 3 along a trajectory mode (for example, moving at about 1 m/s) based on the detected position, and other control circuits for agricultural work by the robot 3. There is a built-in circuit (description of which will be omitted) for this purpose.

次に、レーザー信号制御装置1.2によるレーザー信号
の処理制御と、該レーザー信号に基づくロボット3の移
動位置検出及び走行制御を第7図に示すブロック回路図
及び第8図に示すフローチャートに基づいて説明する。
Next, processing control of the laser signal by the laser signal control device 1.2 and movement position detection and travel control of the robot 3 based on the laser signal are performed based on the block circuit diagram shown in FIG. 7 and the flowchart shown in FIG. I will explain.

第7図において、一方のレーザー信号制御装置1(又は
2)のレーザー発信器12のレーザー信号発光素子とし
てのレーザーダイオード31から発信されたレーザー信
号a (又はb)は、レンズ32により集光された後、
回転するミラー14によって反射され水平方向に回転し
つつ発信される。
In FIG. 7, a laser signal a (or b) emitted from a laser diode 31 as a laser signal emitting element of a laser transmitter 12 of one laser signal control device 1 (or 2) is focused by a lens 32. After
It is reflected by the rotating mirror 14 and transmitted while rotating in the horizontal direction.

そして、この信号が略直線AB方向に向けられ相手方の
レーザー信号制御装置2(又は1)のレーザー受信器2
2に受信されると、該レーザー受信器15のレンズによ
って集光された後、光ファイバ20を介して発信側のレ
ーザー信号制御装置1(又は2)に返信される。
Then, this signal is directed in the direction of the substantially straight line AB to the laser receiver 2 of the other party's laser signal control device 2 (or 1).
When the signal is received by the laser signal controller 2, it is focused by the lens of the laser receiver 15 and then sent back to the laser signal control device 1 (or 2) on the transmitting side via the optical fiber 20.

この返信された信号がO°信号作成回路33に入力され
ると、該O″′信号作成回路33は、サーボモータ13
にセットされたエンコーダ34からモジュレータ35に
付与される回転角情報を0°にリセットさせる信号(0
°信号)をモジュレータ35に出力する。即ち、各レー
ザー受信器22.光フアイバ25及びO°信号作成回路
33は、基準方向較正手段を構成する。
When this returned signal is input to the O° signal generation circuit 33, the O'' signal generation circuit 33 controls the servo motor 13.
A signal (0
° signal) is output to the modulator 35. That is, each laser receiver 22. The optical fiber 25 and the O° signal generation circuit 33 constitute a reference direction calibration means.

エンコーダ34はサーボモータ13から入力される回転
角のデータをモジュレータ35に出力し、モジュレータ
35は、これに基づき微小単位回転角例えば0.(11
°毎に変化するパルスコードで変調した信号をレーザー
ダイオード31から発信させる。即ち、エンコーダ34
.モジュレータ35は回転角情報付与手段を構成する。
The encoder 34 outputs the rotation angle data input from the servo motor 13 to the modulator 35, and based on this, the modulator 35 converts minute unit rotation angles, for example 0. (11
A laser diode 31 emits a signal modulated with a pulse code that changes every degree. That is, the encoder 34
.. The modulator 35 constitutes rotation angle information providing means.

第8図は、ロボット3側においてなされる移動位置検出
と、それに基づく走行制御のフローチャートを示す。こ
のルーチンはロボット3への電源の投入により開始され
る。
FIG. 8 shows a flowchart of movement position detection performed on the robot 3 side and travel control based thereon. This routine is started by turning on the power to the robot 3.

電源が投入されると、まず、データの消去、ワークエリ
アの設定等の初期化が行われる(図示S1)。
When the power is turned on, initialization such as erasing data and setting a work area is first performed (S1 in the figure).

次いで、レーザー信号a又はbがレーザー受信器22に
受信される(S2)と、該レーザー信号a又はbは、前
記レンズ24によって集光され、光ファイバ25を通っ
て分波器(回折格子形光分波器または誘電体多層形光分
波器等)36に入光し、該分波器36によってレーザー
信号aどbとが分離゛される(S3)。尚、両信号a、
bが分離可能となるように、両信号a、bの波長を変え
である。
Next, when the laser signal a or b is received by the laser receiver 22 (S2), the laser signal a or b is focused by the lens 24, passes through the optical fiber 25, and passes through the demultiplexer (diffraction grating type). The light enters an optical demultiplexer (optical demultiplexer, dielectric multilayer optical demultiplexer, etc.) 36, and the laser signals a and b are separated by the demultiplexer 36 (S3). Furthermore, both signals a,
The wavelengths of both signals a and b are changed so that b can be separated.

分離された各レーザー信号a、bは、夫々光電変換器3
7A、37Bで信号a、b中に付与されたパルスコード
が光電変換され(S4A、34B)、アンプ38A、3
8Bで増幅された後(S5A、35B)、デコーダ39
A、39Bによって波形整形され(S6A、36B)、
角度信号入力部40を介して演算部42に入力され、演
算部42で直列並列変換(S7A、37B)された後メ
モリ43に記憶格納される。
The separated laser signals a and b are each sent to a photoelectric converter 3.
The pulse codes added to the signals a and b at 7A and 37B are photoelectrically converted (S4A and 34B), and the amplifiers 38A and 3
After being amplified by 8B (S5A, 35B), the decoder 39
The waveform is shaped by A, 39B (S6A, 36B),
The signal is inputted to the calculation unit 42 via the angle signal input unit 40, subjected to serial/parallel conversion (S7A, 37B) by the calculation unit 42, and then stored in the memory 43.

一方、ロボット3側には、予め初期設定値であるマツプ
上にフィールドの位置を示す座標と、2地点A、Bの座
標と、ロボット3が移動するための軌道の指標となる動
作モードの軌道座標と、ロボット3のスタート位置をキ
ー操作によりインプットして初期設定データ入力部41
から演算部42を介してメモリ43に記憶しておく。前
記動作モードとしては、例えば第9図に示されるような
数種のモードが用意され、これらの中から選択してイン
プットする。ここで、光電変換器37A、B〜角度信号
入力部4(18)番号で示す回路部が読み取り手段を構
成する。
On the other hand, on the robot 3 side, the coordinates indicating the position of the field on the map, which are initial settings, the coordinates of two points A and B, and the trajectory of the operation mode, which is an indicator of the trajectory for the robot 3 to move. Input the coordinates and the start position of the robot 3 by key operation to the initial setting data input section 41.
The data is stored in the memory 43 via the arithmetic unit 42. As the operation mode, several types of modes are prepared, such as those shown in FIG. 9, for example, and one is selected from these and inputted. Here, the photoelectric converters 37A and 37B to the angle signal input section 4 (18) constitute the reading means.

そして、上記メモリ43に記憶されたレーザー信号a、
bからの2つの角度信号データと初期データとを演算部
42に入力しくS9)、演算部42はこれらのデータに
基づき、後述するようにしてロボット3の移動位置C(
x、y)を演算して検出する( S 10)。ここで、
初期設定データ入力部41〜演算結果部44の番号に示
す回路部が、位置座標演算手段を構成する。移動位置C
の演算は次のようにして行われる。
The laser signal a stored in the memory 43,
The two angle signal data from b and the initial data are input to the calculation unit 42 (S9), and the calculation unit 42 calculates the movement position C (of the robot 3) based on these data as will be described later.
x, y) is calculated and detected (S10). here,
The circuit sections indicated by the numbers from the initial setting data input section 41 to the calculation result section 44 constitute a position coordinate calculation means. Moving position C
The calculation is performed as follows.

第3図において、ロボット3の移動位ifc (XI 
In FIG. 3, the movement position ifc (XI
.

y+)を直線ABと直線ACとのなす角度α、直線AB
と直線BCとのなす角度β、直線ABの距離りとで表す
。レーザー信号a、bが図示矢印方向に回転する場合、
角度信号はθ、、θ8で与えられ、α=360 ”−〇
、、β=θ、となる。
y+) is the angle α between straight line AB and straight line AC, and straight line AB
It is expressed by the angle β between the line BC and the straight line BC, and the distance between the line AB and the line AB. When the laser signals a and b rotate in the direction of the arrow shown in the figure,
The angle signal is given by θ,, θ8, and α=360″−〇, β=θ.

まず、直線ACの方程式は、 y=(tanα)0X 直線BCの方程式は、 y=(ltanα)−(x−L) となり、 (tan α)  ’X+= (tan α)  ・ 
(x+ −L)x 、 = L 伊tan α/ (t
an cr+tan β)Y + = L−tan t
x−tanβ/ (tan α+tan β)となる。
First, the equation of the straight line AC is y = (tan α) 0X The equation of the straight line BC is y = (ltan α) - (x-L), (tan α) 'X+= (tan α) ・
(x+ −L)x, = L Italian α/ (t
an cr + tan β) Y + = L-tan t
x-tanβ/(tan α+tan β).

因みに、A地点とB地点との距離を約300m以下とし
、レーザー信号a、bの回転角情報を0.(11°毎に
与える場合の移動位置の検出精度は約5〜60C!1以
内とすることができる。
Incidentally, the distance between point A and point B is about 300 m or less, and the rotation angle information of laser signals a and b is set to 0. (The detection accuracy of the moving position when given every 11 degrees can be within about 5 to 60 C!1.

次に、ロボット3が目標軌道上にあるか否かを判断する
ため、検出したロボット3の移動位置C(x、y)と、
データ格納部43から演算部42に読み出された動作モ
ードの軌道との位置関係を求めるための以下の演算を行
う。
Next, in order to determine whether the robot 3 is on the target trajectory, the detected movement position C (x, y) of the robot 3,
The following calculation is performed to determine the positional relationship between the operating mode and the trajectory read from the data storage unit 43 to the calculation unit 42.

まず、検出された移動位置Cと目標軌道との偏差Δ!を
求めるため、目標軌道の方程式を求める。
First, the deviation Δ between the detected moving position C and the target trajectory! In order to find the equation of the target trajectory.

目標軌道については例えば第10図に示すように4点の
位置座標(XI、 )’+)、  (Xz、 3’z)
、  (Xz、 )’l)。
Regarding the target trajectory, for example, as shown in Figure 10, the position coordinates of the four points (XI, )'+), (Xz, 3'z)
, (Xz, )'l).

(x4.yn)が入力されている場合、(x+、y+)
〜CXt、yz)間を結ぶ直線の方程式は次式で求まる
(Sll)。
If (x4.yn) is input, (x+, y+)
~CXt, yz) can be found by the following equation (Sll).

XZ  −X。XZ -X.

となる。becomes.

Xz  −x。Xz -x.

(1)式は次式となる。Equation (1) becomes the following equation.

y=a x+b 上記のようにして求められた目標軌道直線に対して、移
動位置C(Xc、yc)から下ろした垂線の方程式が次
式で示される。
y=a x+b The equation of a perpendicular line drawn from the movement position C (Xc, yc) to the target trajectory straight line obtained as above is shown by the following equation.

y  yc=  (x  xc)/a この垂線と目標軌道直線との交点の座標(X。y yc= (x xc)/a The coordinates (X) of the intersection of this perpendicular line and the target trajectory straight line.

Y)を次式によって演算する。Y) is calculated using the following equation.

但し、第13図に示すように目標軌道が直角に変化する
場合、ロボット3が目標軌道の延長線で囲まれるエリア
(図示斜線部)にあるときには前記交点は求められない
。そこで、この演算に先立ちロボット3が上記エリア内
にあるか否かによってΔl演算の可否を判別する(S1
2)。
However, when the target trajectory changes at right angles as shown in FIG. 13, the intersection point cannot be found when the robot 3 is in an area surrounded by an extension of the target trajectory (shaded area in the figure). Therefore, prior to this calculation, it is determined whether or not the Δl calculation is possible depending on whether the robot 3 is within the above area (S1
2).

Δ2の演算が可能なときには、前記交点の演算を以下の
ように行ってΔlを演算する(313)。
When it is possible to calculate Δ2, the intersection point is calculated as follows to calculate Δl (313).

y= −(x−Xc ) /a+yc =a x+b−
x/a+xc /a+yc =ax+bx (a+lン
a) =17a HXc + 3’c  by=Y=a
X+b 故に、移動位置C(x(、yc)と交点(X、 Y)と
の距離、即ち偏差Δ!は次式で表される。
y=-(x-Xc)/a+yc=ax+b-
x/a+xc /a+yc =ax+bx (a+lna) =17a HXc + 3'c by=Y=a
X+b Therefore, the distance between the moving position C(x(, yc) and the intersection (X, Y), that is, the deviation Δ!, is expressed by the following equation.

Δti−((xc  X)” + (yCY) 2)”
”そこで、上式で得られる偏差Δ2が検出精度5〜60
cmの範囲71にあるか否かを判定しく314)、範囲
外のとき、即ち目標軌道から外れているときと判定され
たときは目標軌道に対して進行方向の左側、右側のいず
れの側に外れているかを判別する(S15)。
Δti-((xc X)" + (yCY) 2)"
``Therefore, the deviation Δ2 obtained from the above formula is the detection accuracy of 5 to 60.
314), and when it is determined that it is outside the range, that is, that it is off the target trajectory, it moves to either the left or right side in the direction of travel with respect to the target trajectory. It is determined whether it is out of place (S15).

これは、次のようにして行われる。This is done as follows.

まず、最新の検出位置(Xn+l l  )’II。I
)と前回位?&(xn、yn)とから夫々目標軌道y=
ax十すに下ろした垂線の交点の座標(X7゜1 、 
 YFl+1 )(X、、Y、、)を、前述のようにし
て求める。
First, the latest detected position (Xn+l l )'II. I
) and last time? &(xn, yn) and the target trajectory y=
Coordinates of the intersection of the perpendicular lines drawn down to ax (X7゜1,
YFl+1)(X,,Y,,) is determined as described above.

a +l / a 71% =aX、1 +b Y、1++  = a X□、+b かかる交点の座標データを用いて以下の判断を行う。a + l / a 71% = aX, 1 + b Y, 1++ = a X□, +b The following judgments are made using the coordinate data of the intersection.

■動作モード軌道のX方向の進行方向が正の場合(a)
 a > Oの時(第12図(a)参照)X 1141
 > Xa*1であるときは目標軌道の右側に位置し、
xti++ <x+’iや、であるときは目標軌道の左
側に位置する。
■When the moving direction of the operating mode trajectory in the X direction is positive (a)
When a > O (see Figure 12(a)) X 1141
> When Xa*1, it is located on the right side of the target orbit,
When xti++ <x+'i, it is located on the left side of the target trajectory.

(b) a < Oの時(同図(b)参照)Xl。、>
Xn+’+であるときは目標軌道の左側に位置し、X 
R+l < Xn++であるときは目標軌道の右側に位
置する。
(b) When a < O (see (b) in the same figure) Xl. ,>
When Xn+'+, it is located on the left side of the target trajectory, and
When R+l < Xn++, it is located on the right side of the target trajectory.

(c) a = Oの時(同図(C)参照))’ n 
+ 1< Y n + +であるときは目標軌道の左側
に位置し、)’ +S+l < Y、++であるときは
目標軌道の右側に位置する。
(c) When a = O (see (C) in the same figure))' n
When + 1 < Y n + +, it is located on the left side of the target trajectory, and when )' +S+l < Y, ++, it is located on the right side of the target trajectory.

■動作モード軌道のX方向の進行方向が負の場合(a)
 a > (18)時(同図(d)参照)X、、++ 
>X、、や、であるときは目標軌道の左側に位置し、X
n++ <Xn++であるときは目標軌道の右側に位置
する。
■When the moving direction of the operating mode trajectory in the X direction is negative (a)
When a > (18) (see (d) in the same figure) X,, ++
>X, , or, the position is on the left side of the target trajectory, and
When n++ <Xn++, it is located on the right side of the target trajectory.

(b) a < (18)時(同図(e)参照)X f
i+I > X *。1であるときは目標軌道の右側に
位置し、X□1 <Xy1*+であるときは目標軌道の
左側に位置する。
(b) When a < (18) (see (e) in the same figure)
i+I>X*. When it is 1, it is located on the right side of the target trajectory, and when X□1<Xy1*+, it is located on the left side of the target trajectory.

(c) a = (18)時(同図(f)参照)x、、
<X□1であるときは目標軌道の右側に位置し、x7゜
、<Xfi+1であるときは目標軌道の左側に位置する
(c) When a = (18) (see (f) in the same figure) x,
When <X□1, it is located on the right side of the target trajectory, and when x7° and <Xfi+1, it is located on the left side of the target trajectory.

■動作モード軌道のX方向に進行しない場合(a)動作
モード軌道のX方向の進行方向が正の場合(同図(6)
参照) y□H>YR+1であるときは目標軌道の右側に位置し
、y□H<Yfi++であるときは目標軌道の左側に位
置する。
■When the operating mode trajectory does not move in the X direction (a) When the operating mode trajectory moves in the X direction ((6) in the same figure)
(See) When y□H>YR+1, it is located on the right side of the target trajectory, and when y□H<Yfi++, it is located on the left side of the target trajectory.

□□□)動作モード軌道のX方向の進行方向が負の場合
(同図(ハ)参照) Xfi+I >x、。1であるときは目標軌道の左側に
位置し、x、、や、 <Xn++であるときは目標軌道
の右側に位置する。
□□□) When the traveling direction of the operation mode trajectory in the X direction is negative (see figure (c)) Xfi+I >x. When it is 1, it is located on the left side of the target trajectory, and when x, , or <Xn++, it is located on the right side of the target trajectory.

次にロボット3の進行方向と目標軌道上の進行方向との
開き角θ(第13図参照9反時計回りを正とする)を次
のように演算する(316. 319)。
Next, the opening angle θ between the traveling direction of the robot 3 and the traveling direction on the target trajectory (see FIG. 13, counterclockwise direction is positive) is calculated as follows (316, 319).

■例えば動作モード軌道のX方向の進行方向が正である
場合で、 (a)垂線との交点の座標(X−、Y、、)、(X−+
 。
■For example, when the traveling direction of the operating mode trajectory in the X direction is positive, (a) Coordinates of the intersection with the perpendicular line (X-, Y, ,
.

Y、、、+ )においてXfi+1〉X、lである時X
n++   XFI         x、、、   
X、1のときは、 =180 ’となり、 X□+  −xn         X□I   Xn
のときは、 のときと、 のときとで、共に、 +180  ’ が成立する(第12図(j)参照)。
Y, , , + ), when Xfi+1>X, l, then
n++ XFI x,,,
When X is 1, =180', X□+ -xn X□I Xn
When , +180' holds true both when and when . (See Figure 12 (j)).

■また、動作モード軌道のX方向の進行方向が負である
場合で、 (a) X、、や+>Xイである時 が成立する(第12図(i)参照)。
(a) When the traveling direction of the operating mode trajectory in the X direction is negative, (a) X, , or +>Xa holds true (see FIG. 12(i)).

[有])X、1や、〈X7である時 X n + +   X 、IX n + +   X
 nのときは、 となり、 (a)動作モード軌道のX方向の進行方向が正の場合で
且つ 垂線との交点の座標でY、、I >Y、、のときは、X
fi◆I X11 のときは、 Xn+1 xfi +180  ” が成立する(第12図(ト)参照) xn◆1 Xrt のときと、 x7゜I    Xn が成立する(第12図(ハ)参照)。
[Existence]) When X, 1 or <X7, X n + + X, IX n + + X
When n, (a) When the traveling direction of the operating mode trajectory in the X direction is positive and the coordinates of the intersection with the perpendicular line are Y,, I > Y, then
When fi◆I

垂線との交点の座標でY7゜。The coordinates of the intersection with the perpendicular are Y7°.

〉Y7 のときは、 X 1141    X n のときとで共に、 nu −X、l x n◆寡 −x、1 Xn中1 Xfi が成立する(第12図(1)参照)。〉Y7 When , X 1141  X n Together with the time of nu -X, l x n◆small -x, 1 Xn middle school 1 Xfi holds true (see FIG. 12 (1)).

■動作モード軌道がX方向に進行しない場合xfi◆1 Xh X fi*I    X 1% が成立する(第12図(n)参照)。■Operation mode If the trajectory does not advance in the X direction, xfi◆1 Xh X fi * I X 1% holds true (see FIG. 12(n)).

(b)動作モード軌道のX方向の進行方向が負の場合で
且つ 垂線との交点の座標でY 、 、 I > Y nのと
きは、)’−−+   Vo   〉 Oの場合Xn◆
l    X1% X+−÷11−X1 1X◆葛 −Xn 7”−7“   く Oの場合 Xi◆l    Xn y力++    Yn θ=jan −’               90
  。
(b) When the traveling direction of the operating mode trajectory in the X direction is negative, and when Y , , I > Y n at the coordinates of the intersection with the perpendicular line, )'--+ Vo > O, Xn◆
l X1%
.

Xイ+I    Xn が成立する(第12図(0)参照)。X+I Xn holds true (see FIG. 12(0)).

垂線との交点の座標でYfi+1〉Y、1のときは、゛
″−7“   〉 Oの場合 Xg+1    xll y11今r    Yn θ=jan −’          + 90 ’x
、1゜、  −X、1 X +++I    X n が成立する(第12図(p)参照)。
In the coordinates of the intersection with the perpendicular line, Yfi+1>Y, when 1, if ゛″-7″> O, then Xg+1 xll y11 now r Yn θ=jan −' + 90 'x
, 1°, −X, 1 X +++I X n holds true (see FIG. 12(p)).

そして、目標軌道の右側に位置しているときには、前記
開き角θを設定角度θ。(例えば5°)と比較しく51
7)、θ〈θ。の時は、ロボット3の方向舵を操作し、
ロボット3を左方向に旋回させ(318)、θ≧θ。の
時は、ロボット3を右方向に旋回させる(S21)。尚
、1回のレーザー信号入力で旋回できる角度は旋回回転
速度を30°/秒とした場合、約1°程度である。その
回転中にもロボット3は移動し続けており再度レーザー
信号a、bを受信して上記動作を継続する。
When the position is on the right side of the target trajectory, the opening angle θ is set to the set angle θ. (e.g. 5°) compared to 51
7), θ〈θ. At that time, operate the rudder of robot 3,
Rotate the robot 3 to the left (318), and θ≧θ. At this time, the robot 3 is turned to the right (S21). Incidentally, the angle that can be turned by one laser signal input is about 1 degree when the turning rotation speed is 30 degrees/second. During the rotation, the robot 3 continues to move, receives the laser signals a and b again, and continues the above operation.

また、目標軌道の左側に位置しているときには、前記開
き角θを設定角度−θ。と比較しく320)、θく−θ
。の時は、ロボット3を右方向に旋回させ(321) 
、θ≧−θ。の時は、ロボット3を左方向に旋回させる
(31B)。尚、左右の旋回速度は同一とする。
Further, when the position is on the left side of the target trajectory, the opening angle θ is set to the set angle −θ. 320), θku−θ
. In this case, rotate robot 3 to the right (321).
, θ≧−θ. At this time, the robot 3 is turned to the left (31B). Note that the left and right turning speeds are the same.

かかる制御の繰り返しにより、ロボット3は、目標軌道
から外れたときは、該軌道に対して1θ。
By repeating such control, when the robot 3 deviates from the target trajectory, it moves 1θ with respect to the target trajectory.

の設定角を保つように移動制御される。Movement is controlled to maintain the set angle.

この設定角θ。は、ロボット3の移動速度に対し目標軌
道に一致後、逆側にオーバーシュートすることなく、か
つ、目標軌道に十分早く戻れる程度の大きさに設定され
るものである。
This setting angle θ. is set to a size that allows the moving speed of the robot 3 to return to the target trajectory sufficiently quickly without overshooting to the opposite side after matching the target trajectory.

一方、偏差Δlが検出精度の範囲内であると判定された
時は、同様にして開き角θを演算(322)した後、θ
=0か否かを判別しく523) 、(18)ときは、方
向舵を駆動することなく走行させる0、0でないときは
、開き角θの正負を判別しく524)、θ〉(18)場
合はロボット3を方向舵47を駆動すると共に車輪50
を駆動して右旋回させ(S21)、θ〈の場合は同様に
してロボット3を左旋回させる(318)。
On the other hand, when it is determined that the deviation Δl is within the detection accuracy range, after calculating the opening angle θ in the same way (322), θ
= 0 or not 523), if (18), the rudder is 0 to run without driving, if it is not 0, to determine whether the opening angle θ is positive or negative 524), if θ〉(18) The robot 3 is driven by the rudder 47 and the wheels 50.
is driven to turn the robot 3 to the right (S21), and if θ<, the robot 3 is similarly turned to the left (318).

これにより、軌道に乗った後は速やかに軌道の進行方向
にロボット3の進行方向を一致させることができる。
Thereby, after getting on the orbit, the traveling direction of the robot 3 can be quickly made to coincide with the traveling direction of the orbit.

一方、前述したように目標軌道が直角に変化する場合に
は、目標軌道の角の座標(xp、yr)と現在位置との
距離Rを演算しく325)、角を中心とし、該Rを半径
とする円弧上に旋回させる(326)、具体的には、第
13図の斜線で示すエリア内で車輪50を同一速度、方
向舵47を同一操舵角で駆動すればよい、尚、Sll−
324までの機能がフィードバック制御手段に相当し、
SLl〜S17.  S19、 320.  S22〜
S24までの機能が移動方向判別手段に相当し、S18
. 321.  S25. 326の機能が移動方向制
御手段に相当する。
On the other hand, if the target trajectory changes at a right angle as described above, calculate the distance R between the corner coordinates (xp, yr) of the target trajectory and the current position (325), and use the corner as the center and set this R as the radius. (326), specifically, the wheels 50 may be driven at the same speed and the rudder 47 at the same steering angle within the shaded area in FIG.
The functions up to 324 correspond to feedback control means,
SLl~S17. S19, 320. S22~
The functions up to S24 correspond to the moving direction determining means, and the functions up to S24 correspond to the moving direction determining means.
.. 321. S25. The function 326 corresponds to the movement direction control means.

以上の移動制御は、演算部42で上記のようにして為さ
れた演算結果を演算結果部44から方向舵駆動指示信号
としてモータ用駆動電力増幅部45で増幅した後、方向
舵操作モータ46に出力して駆動し、もって方向舵47
を操作することにより行われる。
The movement control described above is performed by amplifying the calculation result obtained by the calculation section 42 as described above from the calculation result section 44 as a rudder drive instruction signal in the motor drive power amplification section 45, and then outputting it to the rudder operation motor 46. The rudder 47
This is done by manipulating the .

一方、移動速度についても演算結果部44からモータ駆
動指示信号がモータ駆動電力増幅部48で増幅した後、
車輪駆動モータ49に出力して車輪50を駆動する。
On the other hand, regarding the moving speed, after the motor drive instruction signal from the calculation result section 44 is amplified by the motor drive power amplification section 48,
The signal is output to the wheel drive motor 49 to drive the wheels 50.

軌道修正制御のその他の基本例を示すと、第14図にお
いてに移動位置C(x、y)を検出する毎に、現在位置
C=  (Xz 、)’i )  と前回の位置C1−
1(x五−++)’1−1)とから、動作モード軌道と
、ロボット3が移動した軌道とのなす角度θ、−8を求
めてロボット3が現在どちらの方向に向いて進もうとし
ているかを知る。
To show another basic example of trajectory correction control, each time the movement position C (x, y) is detected in Fig. 14, the current position C = (Xz,)'i) and the previous position C1-
1(x5-++)'1-1), find the angle θ, -8 between the operating mode trajectory and the trajectory that robot 3 has moved, and calculate in which direction robot 3 is currently moving. Find out if there are any.

また、前回の軌道との変位量(この場合の軌道は)’=
3’oで示される)y正、−yoと、今回の変位量y、
  Voとから、変位量が増加していれば、その軌道か
ら遠ざかっていることを知り、減少していれば近づいて
いることを知る。
Also, the amount of displacement from the previous trajectory (the trajectory in this case)'=
3'o) y positive, -yo, and the current displacement y,
From Vo, if the amount of displacement is increasing, we know that we are moving away from the orbit, and if it is decreasing, we know that we are getting closer.

以上の結果に基づいて、動作モードの軌道上に近づくよ
うに車輪5(18)向きを変えて移動する(なお、進行
方向は、x〉0)。かかる移動方向の判別、移動制御を
行わせる演算部42が移動方向判別手段と移動制御手段
とを構成する。
Based on the above results, the wheels 5 (18) change direction and move so as to approach the trajectory of the operation mode (the traveling direction is x>0). The calculation unit 42 that determines the moving direction and performs movement control constitutes a moving direction determining means and a movement controlling means.

また、第15図に示すように、軌道修正中に動作軌道モ
ード方向に進路が切り換えられたことを確認した時(前
記第15図の例ではCt (Xz、yt)の時)には、
それ以降のC,、C,、C3・・の軌道を例えば次式に
より設定してもよい。
Further, as shown in Fig. 15, when it is confirmed that the course has been changed to the operating trajectory mode direction during trajectory correction (at Ct (Xz, yt) in the example of Fig. 15),
The subsequent trajectories of C, , C, , C3, etc. may be set using the following equation, for example.

y x (1−e−X/′″)  ・(ys  7z 
)aは時定数に類する定数で、最初に設定しておく。本
式により、ロボット3は上記等の修正用動作モードに基
づき動作モード軌道上に移行していく。この修正用の軌
道モードを設定する演算部42が軌道モード設定手段を
構成する。
y x (1-e-X/''') ・(ys 7z
) a is a constant similar to a time constant, and is set first. According to this formula, the robot 3 shifts to the operating mode trajectory based on the corrective operating mode as described above. The arithmetic unit 42 that sets this correction trajectory mode constitutes trajectory mode setting means.

また、ロボット3に移動方向判別手段を構成する方位磁
石等をセットすることによりロボット3がマツプ上のA
地点とB地点の基準位置に対してどの方角に車体が向い
て走行しているか又その走行軌道がマツプ上の動作モー
ド上であるか否かを知ることができる。即ち、ロボット
3の車体の向いている方角については方位磁石とその車
体の角度とを照合することにより容易に知りうる。
In addition, by setting a compass or the like constituting the movement direction determining means in the robot 3, the robot 3 can
It is possible to know in which direction the vehicle is running with respect to the reference positions of point and point B, and whether or not its running trajectory is on the operating mode on the map. That is, the direction in which the body of the robot 3 is facing can be easily known by comparing the direction magnet with the angle of the body.

前記のようにして、第16図に示す例で(Xl。As described above, in the example shown in FIG.

y+)の位置で、車体の向きと軌道の向きとのなす角度
θ、を知りうる。そこで、車体を動作モードの軌道に向
けてθ+90°回転し、変位量y。
At the position y+), it is possible to know the angle θ between the direction of the vehicle body and the direction of the trajectory. Then, the vehicle body is rotated by θ+90° toward the trajectory of the operation mode, and the displacement amount is y.

yoだけ移動した後、(xt、yo)位置で、反時計回
り方向に90”回転し、動作モード上の軌道に乗ってx
>Oの方向に走行させる。
After moving by yo, at the (xt, yo) position, rotate 90” counterclockwise, get on the orbit on the operating mode, and move x
>Move in the direction of O.

但し、この場合も前記のように修正軌道を設定して修正
してもよい。
However, in this case as well, the correction trajectory may be set and corrected as described above.

さらに、簡易な方式としては、動作モードのマツプ上に
次々と移動していく順番に各座標をインプットしていき
、ロボット3には、その順番通りにそれらの座標を追い
掛けさせて移動していく。
Furthermore, as a simple method, each coordinate is inputted in the order in which it moves one after another on the map of the operation mode, and the robot 3 moves by chasing those coordinates in that order. .

この場合、ロボット3が軌道から外れても必ずその座標
に進んでいく。
In this case, even if the robot 3 deviates from the orbit, it will always proceed to the coordinates.

次に、同上の実施例において、レーザー信号の基準方向
較正手段の別の例を、第17図に基づいて説明する。
Next, in the same embodiment as above, another example of the reference direction calibration means for the laser signal will be explained based on FIG. 17.

図において、レーザー信号制御装置1.2の異なる位置
に夫々反射鏡16.16’ とレーザー受信器17、1
7’ とを装着し、一方のレーザー信号制御装置1(又
は2)からミラー14で反射して発信されたレーザー信
号a(又はb)が、略直線ABと平行に相手方のレーザ
ー信号制御装置2(又は1)に向けられたときに、反射
鏡16° (又は16)によって反射され、発信側のレ
ーザー信号制御装置1のレーザー受信器17(又は17
′)に戻されて入光する。この信号が、前記O°信号作
成回路33に入力されて、以降は同様に基準回転角方向
の較正が行われる。
In the figure, there are reflectors 16, 16' and laser receivers 17, 1, respectively, at different positions of the laser signal control device 1.2.
7' is attached, and the laser signal a (or b) transmitted from one laser signal control device 1 (or 2) after being reflected by the mirror 14 is transmitted to the other laser signal control device 2 in parallel to the substantially straight line AB. (or 1), it is reflected by the reflecting mirror 16° (or 16), and is reflected by the laser receiver 17 (or 17) of the laser signal control device 1 on the transmitting side.
′) and enters the light. This signal is input to the O° signal generation circuit 33, and thereafter calibration of the reference rotation angle direction is performed in the same manner.

また、回転角情報付与手段の別の構成としてはミラー1
4の回転用モータとして、ステッピングモータを用い、
そのステップ角を0.(11°にするために1回転を3
6000に分割するためにマイクロステッパ一方式を採
用し、1回転を36000に分割し、36000パルス
でミラー14を1回転させると同時に、該パルス信号で
レーザー信号を変調する構成としてもよい。
Further, as another configuration of the rotation angle information providing means, the mirror 1
A stepping motor is used as the rotation motor of 4,
Set the step angle to 0. (One rotation is 3 times to make 11 degrees.)
In order to divide the pulse signal into 6,000 pulses, a single microstepper type may be adopted, one revolution is divided into 36,000 pulses, the mirror 14 is rotated once with 36,000 pulses, and at the same time the laser signal is modulated with the pulse signal.

次に、回転角検出を時間計測によって行う発明の実施例
について説明する。
Next, an embodiment of the invention in which the rotation angle is detected by time measurement will be described.

本実施例を示す第18図(A)、(B)及び第19図に
おいて、2地点A、Bにセットされたレーザー信号制御
装置1.2には、ミラー14の回転駆動用のモータとし
てステッピングモータ13゛が使用され、レーザー発信
農工2は第19図に示すように、レーザーダイオード3
1とレンズ32のみで構成され、回転角情報を付与しな
いため変調されないレーザー信号a、bが発信される。
18(A), (B) and FIG. 19 showing this embodiment, the laser signal control device 1.2 set at two points A and B includes a stepping motor as a motor for rotating the mirror 14. A motor 13 is used, and the laser transmitter 2 is connected to a laser diode 3 as shown in FIG.
1 and a lens 32, and since rotation angle information is not provided, unmodulated laser signals a and b are emitted.

また、第4図に示したものと同様、A、B両地点にレー
ザー受信器15.15’が設けられると共に、これらレ
ーザー受信器15.15”によるレーザー信号す、aの
受信時に、互いに異なる波長の電波をロボット3に向け
て出力する電波発信器(アンテナを含むH8,18“が
装着される。この場合、A地点の電波発信器18はB地
点からのレーザー信号すを受信して、その基準方向較正
用のO°信号設定用の電波を発信し、B地点の電波発信
器18″ はA地点からのレーザー信号aを受信して、
その基準方向較正用のO度信号設定用の電波を発信する
こととなる。また、第14図に示したものと同様に、反
射鏡16.16”を設けて、相手方地点で反射された自
己の地点からの発信信号を受信して、自己の地点から電
波を発信する構成としてもよい。
In addition, similar to what is shown in FIG. A radio wave transmitter (H8, 18" including an antenna is attached) that outputs radio waves of the wavelength towards the robot 3. In this case, the radio wave transmitter 18 at point A receives the laser signal from point B, The radio wave for setting the O° signal for the reference direction calibration is transmitted, and the radio wave transmitter 18'' at point B receives the laser signal a from point A.
Radio waves for setting the O degree signal for calibrating the reference direction will be transmitted. In addition, similar to the one shown in Fig. 14, a reflector 16.16'' is provided to receive the transmission signal from the own point that is reflected at the other party's point, and to transmit radio waves from the own point. You can also use it as

ロボット3には、前記電波発信器18.18°から発信
される電波を受信する電波受信器61が装着されると共
に、該電波を受信してからの時間計測によってレーザー
信号a、bの回転角を検出する回路が第19図に示すよ
うに設けられている。
The robot 3 is equipped with a radio wave receiver 61 that receives the radio waves transmitted from the radio wave transmitter 18.18 degrees, and the rotation angle of the laser signals a and b is determined by measuring the time after receiving the radio waves. A circuit for detecting this is provided as shown in FIG.

作用を説明すると、レーザー信号制御装置1゜2から発
信されるのは、変調されないレーザー信号a、bである
が、例えば一方のレーザー信号aは赤色波長、他方のレ
ーザー信号すは、赤外線波長で波長の異なる信号が用い
られる。これらのレーザー信号a、bは特別同期されて
いない。
To explain the operation, what is emitted from the laser signal control device 1゜2 are unmodulated laser signals a and b. For example, one laser signal a has a red wavelength, and the other laser signal has an infrared wavelength. Signals of different wavelengths are used. These laser signals a, b are not particularly synchronized.

レーザー信号a(又はb)が、レーザー受信器17° 
(又は17)に受信されると、その信号は0゜信号作成
回路33に送られて0°信号が作成され、ステッピング
モータ13°13が該0@信号の受信毎にリセットされ
ると共に、電波発信器18° (又は18)からロボッ
ト3に向けて、電波が発信される。
Laser signal a (or b) is transmitted to the laser receiver 17°
(or 17), the signal is sent to the 0° signal generation circuit 33 to create a 0° signal, and the stepping motor 13°13 is reset each time the 0@ signal is received, and the radio wave Radio waves are transmitted from the transmitter 18° (or 18) toward the robot 3.

次に、ロボット3側での移動位置検出(位置検出に基づ
くロボット3の移動制御については前記実施例と同様で
あるので説明を省略する。以下同様)を第20図のフロ
ーチャートに従って説明する。
Next, movement position detection on the robot 3 side (movement control of the robot 3 based on position detection is the same as in the previous embodiment, so explanation thereof will be omitted. The same applies hereinafter) will be explained according to the flowchart of FIG.

初期化後(S31) 、0”設定用の電波を受信したロ
ボット3側の電波受信器61は、その波長によってA地
点用と、B地点用の波形整形回路62A。
After initialization (S31), the radio wave receiver 61 on the robot 3 side that receives the radio wave for setting 0'' uses a waveform shaping circuit 62A for point A and point B depending on the wavelength.

62B及び発振器63A、63Bに分別して入力させる
(S32.533) 、 L、−ザー信号制御装w1.
2側ではレーザー信号a、bと0°設定用電波との同期
が採られている。したがって、ロボット3側のカウンタ
64A、64Bのカウント数と電波との同期を発信器6
3A、63Bで採る(S34A、334B)。
62B and the oscillators 63A and 63B (S32.533), L, -user signal control device w1.
On the 2nd side, the laser signals a and b are synchronized with the 0° setting radio wave. Therefore, the transmitter 6 synchronizes the count numbers of the counters 64A and 64B on the robot 3 side with the radio waves.
Taken at 3A, 63B (S34A, 334B).

一方、波形整形回路62A、62Bによって整形(S3
5A、335B)された0°信号がカウンタ64A。
On the other hand, waveform shaping circuits 62A and 62B perform shaping (S3
5A, 335B) is sent to the counter 64A.

64Bに入力されると、カウンタ64A、64Bはリセ
ットされ、それ以後発振器63A、63Bから発振され
るクロックパルスのカウントを開始する(S36A、3
36B)。このカウント値は逐次メモリ43に記憶され
る。ここで、波形整形回路62A、62B〜カウンタ6
4A、64Bの番号で示す回路部が計時手段を構成する
64B, the counters 64A, 64B are reset and start counting clock pulses oscillated from the oscillators 63A, 63B (S36A, 3).
36B). This count value is sequentially stored in the memory 43. Here, waveform shaping circuits 62A, 62B to counter 6
Circuit sections indicated by numbers 4A and 64B constitute timekeeping means.

一方、ロボット3のレーザー受信器22に受信されたレ
ーザー信号a(又はb)は、アンプ38A(又は38B
)を経て、波形整形回路66A(又は66B)によって
波形整形される。
On the other hand, the laser signal a (or b) received by the laser receiver 22 of the robot 3 is transmitted to the amplifier 38A (or 38B).
), the waveform is shaped by the waveform shaping circuit 66A (or 66B).

そして、前記波形整形されたレーザー信号a(又はb)
がデータ格納部67A(又は67B)に出力された時に
(S37A、337B)、該データ格納部67A(又は
67B)はその時点のカウンタ64A(又は64B)の
カウント値を回転角データとして記憶格納しく538A
、338B) 、そのデータを角度信号入力部40を介
して、演算部42に出力する。
Then, the waveform-shaped laser signal a (or b)
is output to the data storage unit 67A (or 67B) (S37A, 337B), the data storage unit 67A (or 67B) stores the count value of the counter 64A (or 64B) at that time as rotation angle data. 538A
, 338B), and outputs the data to the calculation section 42 via the angle signal input section 40.

この場合、レーザー信号の基準方向が較正されてから(
0°信号入力)、レーザー信号がロボット3側のレーザ
ー受信器22に受信されるまでの間のカウント値(経過
時間)をCPとし、定速回転(例えば1808rp糟)
するステッピングモータ13.13’の1回転相当のカ
ウント値(回転周期)を00とすると、基準方向に対す
る回転角θを、θ=360゜x C’F / Coとし
て求めることができる(S39A。
In this case, the reference direction of the laser signal is calibrated and then (
0° signal input), the count value (elapsed time) until the laser signal is received by the laser receiver 22 on the robot 3 side is set as CP, and constant speed rotation (for example, 1808 rpm)
When the count value (rotation period) corresponding to one rotation of the stepping motor 13, 13' is set to 00, the rotation angle θ with respect to the reference direction can be determined as θ=360°×C'F/Co (S39A).

339B)。339B).

該回転角θの検出データと初期データとに基づいて、前
記実施例同様にしてロボット3の移動位置が演算される
(340)。
Based on the detection data of the rotation angle θ and the initial data, the movement position of the robot 3 is calculated in the same manner as in the previous embodiment (340).

次に、同上の実施例において、レーザー信号の基準方向
較正手段の別の例を、第21図、第22図に基づいて説
明する。
Next, in the same embodiment as above, another example of the reference direction calibration means for the laser signal will be explained based on FIGS. 21 and 22.

レーザー信号制御装置1には、レーザー信号すを反射さ
せる反射鏡16が装着されるが、レーザー受信器は備え
ない、一方、レーザー信号制御装置2には、相手方のレ
ーザー信号aを受信すると共に、相手方の反射鏡16で
反射された自己のレーザー信号すを受信できる位置に設
定されたレーザー受信器19を装着すると共に、これら
、レーザー信号a、bによる受信時に、異なる波長の電
波をロボット3に向けて出力する電波発信器51とが装
着される。尚、2種類のレーザー信号a、bを1個のレ
ーザー受信器で受信するので低コスト化を図れる。
The laser signal control device 1 is equipped with a reflector 16 that reflects the laser signal a, but is not equipped with a laser receiver.On the other hand, the laser signal control device 2 receives the other party's laser signal a, and A laser receiver 19 is installed at a position where it can receive its own laser signal reflected by the other party's reflector 16, and when receiving these laser signals a and b, radio waves of different wavelengths are sent to the robot 3. A radio wave transmitter 51 that outputs signals toward the target is attached. Note that since the two types of laser signals a and b are received by one laser receiver, costs can be reduced.

ロボット3は、前記電波発信器51から送信される電波
を受信する受信器61と、該電波を受信してからの時間
計測によってレーザー信号a、bの回転角を検出する回
路を備える。この回路と作用については前記第19図と
同様であるので説明を省略する。
The robot 3 includes a receiver 61 that receives radio waves transmitted from the radio wave transmitter 51, and a circuit that detects the rotation angle of the laser signals a and b by measuring the time after receiving the radio waves. This circuit and its operation are the same as those shown in FIG. 19, so the explanation will be omitted.

本実施例においては、電波発信器を1箇所に設けるだけ
で済むのでコスト的に有利である。但し、電波発信器5
1はレーザー信号a、bとの受信を判別して異なる波長
の電波を発信させる回路を要する。
This embodiment is advantageous in terms of cost because it suffices to provide the radio wave transmitter at one location. However, radio wave transmitter 5
1 requires a circuit that discriminates between reception of laser signals a and b and transmits radio waves of different wavelengths.

そこで、初期において2つのレーザー信号a。Therefore, at the beginning, two laser signals a.

bが同時に受信されるように調整することにより、同一
の信号を発信して2.つのレーザー信号a、  bの基
準方向を同時に較正する実施例を第23図に示す。尚、
レーザー信号制御装置の構成については、電波発信器の
内部回路の構成を除き、第22図と同様である。ステッ
ピングモータ13.13”の駆動制御回路は一部後述す
るように異なる。
2. transmit the same signal by adjusting so that it is received at the same time. FIG. 23 shows an embodiment in which the reference directions of two laser signals a and b are calibrated simultaneously. still,
The configuration of the laser signal control device is the same as that shown in FIG. 22 except for the configuration of the internal circuit of the radio wave transmitter. The drive control circuit for the stepping motor 13.13'' is partially different as will be described later.

まず、この実施例では2つのレーザー信号a。First, in this example, there are two laser signals a.

bの回転を同一位相、速度で回転させるために、以下の
初期調整を行う。初期には、レーザー信号a、bは同一
速度で回転するが同期していない。
In order to rotate b at the same phase and speed, the following initial adjustments are made. Initially, laser signals a and b rotate at the same speed but are not synchronized.

この状態でB地点から発信されたレーザー信号bがA地
点側の反射鏡16に反射されてB地点側のレーザー受信
器19に受信されると、B地点側のステッピングモータ
13°は一旦回転を停止され、これによりレーザー信号
すの回転も停止される。これにより、レーザー信号すの
回転角が0°に設定されたことになる。
In this state, when the laser signal b emitted from point B is reflected by the reflector 16 at point A and received by the laser receiver 19 at point B, the stepping motor 13° at point B stops rotating once. The rotation of the laser signal is also stopped. This means that the rotation angle of the laser signal is set to 0°.

その後、回転を続けているレーザー信号aが直接B地点
側のレーザー受信器19に受信されると、ステッピング
モータ13°の回転角位相制御用の演算回路71により
エンコーダ72からの信号を入力しつつステッピングモ
ータ13′ の駆動を再開し、レーザー信号すの回転を
再開する。これにより、レーザー信号a、bは180°
の位相差をもって回転されることとなり、以後は、レー
ザー信号a、  bを同時に受信する毎に演算回路71
から電波発信器51′を介してロボット3の電波受信器
61に向けて電波が発信される。尚、レーザー信号a、
bの回転方向は同一であっても逆向きであっても構わな
い。
After that, when the continuously rotating laser signal a is directly received by the laser receiver 19 on the side of point B, the signal from the encoder 72 is inputted by the arithmetic circuit 71 for controlling the rotation angle and phase of the stepping motor 13°. The driving of the stepping motor 13' is restarted, and the rotation of the laser signal is restarted. As a result, the laser signals a and b are 180°
From now on, each time the laser signals a and b are received simultaneously, the arithmetic circuit 71
Radio waves are transmitted from the robot 3 to the radio receiver 61 of the robot 3 via the radio transmitter 51'. Furthermore, the laser signal a,
The rotation direction of b may be the same or opposite.

このようにすれば、電波発信器51′ は1つの波長の
電波のみ発信すればよく、よりコストダウンを図れる。
In this way, the radio wave transmitter 51' only needs to transmit radio waves of one wavelength, which further reduces costs.

このように、2つのレーザー信号a、bを同時に受信し
て同時に基準方向の較正を行うもののロボット3側での
移動位置検出動作を第24図に示したフローチャートに
従って説明する。
Although the two laser signals a and b are received at the same time and the reference direction is calibrated at the same time, the movement position detection operation on the robot 3 side will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 24.

初期化(S 51 )の後、電波発信器51″からの電
波が電波受信器61によって受信されると(S52)こ
の信号は波形整形回路73によって波形整形された後(
S53)、カウンタ64A、64Bに入力されてカウン
ト値をOにリセットしてカウントを開始させる(S54
)。
After initialization (S51), when the radio wave from the radio wave transmitter 51'' is received by the radio wave receiver 61 (S52), this signal is waveform-shaped by the waveform shaping circuit 73 and then (
S53), is input to the counters 64A and 64B, resets the count value to O, and starts counting (S54)
).

そして、レーザー信号a(又はb)を受信したときに(
S55. 556) ) 、カウンタ64A(又は64
B)の発信器75からのクロックパルスのカウントを停
止し、該カウント値をデータ格納部65A(又は65B
)に記憶する(S57A、357B)。
Then, when laser signal a (or b) is received (
S55. 556) ), counter 64A (or 64
B) stops counting the clock pulses from the oscillator 75, and stores the count value in the data storage unit 65A (or 65B).
) (S57A, 357B).

以降、前記カウント値を角度データに変換しく558A
、358B)、これらデータを用いて移動位置演算(S
59)を行うことは同様である。
From then on, the count value should be converted to angle data.558A
, 358B), and use these data to calculate the movement position (S
59) is similar.

尚、前記基準方向較正に先立つ位相調整中は電波の発信
を停止することによりロボット3側は、レーザー信号と
ストロボ信号とを照合する二数回路75の判断結果から
、レーザー信号の回転角補正中であることを知り、駆動
源を含めロボット3の全ての駆動を停止する。
In addition, by stopping the transmission of radio waves during the phase adjustment prior to the reference direction calibration, the robot 3 side can correct the rotation angle of the laser signal based on the judgment result of the two-number circuit 75 that compares the laser signal and the strobe signal. Knowing this, all drives of the robot 3 including the drive source are stopped.

尚、上記の例ではレーザー信号a、bの位相差を180
 ’に調整したが、第25図に示すように、B地点側の
レーザー信号制御装置2に相手方の反射鏡16で反射さ
れた自己のレーザー信号すを受信すると共に、A側のレ
ーザー信号制御装置1に自己のレーザー信号aがAから
Bと反対側で直線AB力方向向けられた時に、これを反
射してB側のレーザー受信器19′に受信されるよう反
射鏡16′を設けて調整し、前記同様に2つのレーザー
信号a。
In addition, in the above example, the phase difference between laser signals a and b is 180
' However, as shown in FIG. 1, a reflector 16' is installed and adjusted so that when the own laser signal a is directed in the direction of the straight line AB force on the opposite side from A to B, it is reflected and received by the laser receiver 19' on the B side. Then, as above, two laser signals a.

bが同時に受信されるように調整して基準方向を較正す
るようにしてもよい。この場合は、2つのレーザー信号
a、bが同一位相、同一速度で回転することとなる。
The reference direction may be calibrated by adjusting so that the signals b and b are received at the same time. In this case, the two laser signals a and b rotate at the same phase and at the same speed.

また、同様の位相調整を行うものにおいて、電波発信器
と電波受信器に変えてストロボ発信器とストロボ受信器
を用いる構成とすることもできる。
Further, in an apparatus that performs similar phase adjustment, a configuration may be adopted in which a strobe transmitter and a strobe receiver are used instead of the radio wave transmitter and radio wave receiver.

第26図はかかるストロボ信号式の基準方向較正手段を
使用した実施例を示し、ストロボ発信器76は、A、B
地点の中間点に設置され、電波発信器の場合と同様、演
算回路71からの信号によって駆動され、ロボット3に
向けて広角度でストロボ信号が発信される。一方、ロボ
ット3側には、第27図に示すように前記レーザー受信
器22の上面に前記ストロボ信号を受信するためのスト
ロボ受信器77が連接されると共に、該ストロボ信号を
受信してからの時間計測によってレーザー信号a、bの
回転角を検出する回路を備える。ストロボ受信器77は
、レンズとストロボ受光素子とで構成される。
FIG. 26 shows an embodiment using such a strobe signal type reference direction calibration means, in which the strobe transmitter 76 includes A, B
It is installed at a midpoint between the points, and is driven by a signal from the arithmetic circuit 71, similar to the case of a radio wave transmitter, and emits a strobe signal at a wide angle toward the robot 3. On the other hand, on the robot 3 side, as shown in FIG. 27, a strobe receiver 77 for receiving the strobe signal is connected to the upper surface of the laser receiver 22, and a strobe receiver 77 for receiving the strobe signal is connected. It is equipped with a circuit that detects the rotation angle of the laser signals a and b by time measurement. The strobe receiver 77 is composed of a lens and a strobe light receiving element.

このように、ストロボ信号を使用するものは、電波式の
ものに比較して構成が簡易で、より低コスト化を促進で
きる。
In this way, the structure using the strobe signal is simpler than that of the radio wave type, and the cost can be further reduced.

次に、以上水した回転角検出により移動位置検出を行う
ものとは異なる方式の発明の実施例について説明する。
Next, a description will be given of an embodiment of the invention using a method different from the above-described method of detecting a moving position by detecting a rotation angle.

このものの実施例の構成を示す第28図において、ロボ
ット3側には、レーザー式測距器81を装備する。ここ
で、レーザー式測距器81は、第6図に示したものと同
様の支持構造によって鉛直方向に維持されるようになっ
ている。該レーザー式測距器81は、前記レーザー信号
制御装置と同様レーザー発信器82を内蔵し、該レーザ
ー発信器82から発信したレーザー信号Cを、モータ8
3により回転するミラー84により反射させて水平方向
に回転させる。
In FIG. 28 showing the configuration of this embodiment, a laser range finder 81 is equipped on the robot 3 side. Here, the laser range finder 81 is maintained in the vertical direction by a support structure similar to that shown in FIG. The laser range finder 81 has a built-in laser transmitter 82 similar to the laser signal control device, and transmits the laser signal C emitted from the laser transmitter 82 to the motor 8.
3, it is reflected by a rotating mirror 84 and rotated in the horizontal direction.

該発信されたレーザー信号Cは、A、 B地点に夫々セ
ットされた円筒状の反射鏡85によって反射されると、
レーザー式測距器81方向に戻され、該レーザー式測距
器82に内蔵されたレーザー受信器86に受信される。
When the emitted laser signal C is reflected by cylindrical reflecting mirrors 85 set at points A and B,
The signal is returned toward the laser range finder 81 and received by a laser receiver 86 built into the laser range finder 82 .

レーザー式測距器81には、前記レーザー発信器82、
レーザー受信器86の回路を含め、その他の処理回路と
して、第29図に示すような回路を備えており、以下該
回路の作用を説明する。
The laser range finder 81 includes the laser transmitter 82,
Including the circuit of the laser receiver 86, other processing circuits include a circuit as shown in FIG. 29, and the operation of this circuit will be explained below.

前記レーザー発信器81はH,−N、又は半導体のレー
ザー91と振幅変調器92及びレンズ等の送信光学系9
3とで構成され、水晶発振器94からの信号を分周器ま
たはシンセサイザ95によって調整して形成した周波数
信号を、前記振幅変調器92に入力して、所定周波数パ
ルスのレーザー信号Cを形成して出力する。
The laser transmitter 81 includes an H, -N, or semiconductor laser 91, an amplitude modulator 92, and a transmission optical system 9 such as a lens.
A frequency signal formed by adjusting the signal from the crystal oscillator 94 by a frequency divider or synthesizer 95 is input to the amplitude modulator 92 to form a laser signal C having a predetermined frequency pulse. Output.

同時に、前記周波数信号は混合器96によって、ビート
ダウン用局部発振器97からの信号と混合された後、位
相差測定回路98に入力される。
At the same time, the frequency signal is mixed with a signal from a beatdown local oscillator 97 by a mixer 96 and then input to a phase difference measuring circuit 98 .

一方、反射されたレーザー信号Cは、レーザー受信器8
6を構成する受信望遠鏡99から干渉フィルタ100.
増幅器1(11を経て、ビートダウン用局部発振器97
からの信号と混合器1(12によって混合された後、位
相差測定回路98に入力される。
On the other hand, the reflected laser signal C is transmitted to the laser receiver 8.
from the receiving telescope 99 constituting the interference filter 100.6.
Amplifier 1 (via 11, beatdown local oscillator 97
After being mixed with the signal from the mixer 1 (12), the signal is input to the phase difference measuring circuit 98.

位相差測定回路98は、発振時のレーザー信号の位相と
、反射されて受信されたときの位相との差を測定し、こ
れにより、A及びB地点にセットされた各反射鏡85と
、レーザー受信器86との距離LA。
The phase difference measurement circuit 98 measures the difference between the phase of the laser signal at the time of oscillation and the phase when it is reflected and received. Distance LA from receiver 86.

L、が演算回路103によって演算される。L, is calculated by the calculation circuit 103.

演算回路103は、更に前記路MLA、L、のデータと
予め入力されたAB間の距離りとから、後述する演算に
よって、ロボット3(レーザー受信器86)の移動位置
C(X、y)を後述するようにして求める。
The arithmetic circuit 103 further calculates the movement position C (X, y) of the robot 3 (laser receiver 86) by a calculation described later based on the data of the path MLA, L and the distance between AB inputted in advance. This is determined as described below.

第28図で示される角度αに対して、 CO3cx= (a” +L” −b” ) /2 ・
a −Lが成立する。
For the angle α shown in FIG. 28, CO3cx= (a” +L” −b”) /2 ・
a −L holds true.

、’、x=aCO3α= (at+L” −b” )/
2 ・Ly = asIN a= a (1−(CO3
α)2) ””=a (1−(x/a)”) ”” となる。
,',x=aCO3α= (at+L"-b")/
2 ・Ly = asIN a= a (1-(CO3
α)2) “”=a (1-(x/a)”) “”.

このものでは、レーザー発信器、レーザー受信器を1個
ずつ備えるだけでよく、前記回転角検出方式のもののよ
うに基準方向の較正を行う必要もない。
This device only requires one laser transmitter and one laser receiver, and there is no need to calibrate the reference direction unlike the rotation angle detection method.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明の第1の基本的な発明によれ
ば、2地点から移動体に向けて夫々発信された回転レー
ザー信号から基準方向に対する回転角をレーザー信号自
身に付与された回転角情報により、或いは基準信号較正
時からの経過時間計測によって検出でき、これと2地点
間の距離とから移動体の移動位置を容易かつ高精度に検
出することができる。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the first basic invention of the present invention, the rotation angle with respect to the reference direction is determined from the rotating laser signals respectively transmitted from two points toward the moving body into the laser signals themselves. This can be detected using the provided rotation angle information or by measuring the elapsed time from the time of reference signal calibration, and from this and the distance between two points, the moving position of the moving object can be detected easily and with high precision.

尚、前記第1の基本的な発明に付随する基準方向較正手
段及び回転角検出手段に関する各発明では、レーザー受
信器9反射鏡、光ファイバ、電波発信器、電波受信器、
ストロボ発信器、ストロボ受信器等を用いて前記機能を
達成できる。
In addition, each invention related to the reference direction calibration means and rotation angle detection means accompanying the first basic invention includes a laser receiver 9 reflecting mirror, an optical fiber, a radio wave transmitter, a radio wave receiver,
A strobe transmitter, a strobe receiver, etc. can be used to accomplish this function.

また、第2の基本的な発明によれば、逆に移動体側から
回転レーザー信号を発信させ、該発信時の位相と2地点
にセットされた円筒状の反射鏡により反射された信号の
位相との差に基づいて、移動体と2地点との間の各距離
と、2地点間の距離とから第1発明同様移動体の移動位
置を容易かつ高精度に検出することができる。
According to the second basic invention, on the contrary, a rotating laser signal is transmitted from the moving body side, and the phase at the time of the transmission and the phase of the signal reflected by the cylindrical reflecting mirrors set at two points are Based on the difference, the moving position of the moving body can be easily and highly accurately detected from each distance between the moving body and two points and the distance between the two points, as in the first invention.

この結果、ロボット等の移動体の移動位置を常時容易か
つ高精度に検出でき、以て農業機械化等を大幅に促進す
ることができる。
As a result, the moving position of a moving body such as a robot can be easily and highly accurately detected at all times, thereby greatly promoting agricultural mechanization.

また、移動体の移動制御方式についても、前述した各種
方式により良好な移動制御を行え、例えば、移動方向が
目標軌道から外れた時に目標軌道の方向に対して所定の
角度を保ちつつ進入する方式では、軌道に一致した後の
オーバーシュートを抑制しつつ速やかな目標軌道への追
従を行え、或いは目標軌道に達するまでの軌道モードを
設定して滑らかに接近させることができる。
In addition, regarding the movement control method of the moving object, good movement control can be performed using the various methods described above. For example, when the movement direction deviates from the target trajectory, it approaches the target trajectory while maintaining a predetermined angle. Then, it is possible to quickly follow the target trajectory while suppressing overshoot after matching the trajectory, or it is possible to set a trajectory mode until reaching the target trajectory and smoothly approach the target trajectory.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の基本的な発明の構成を示すブロ
ック図、第2図は第2の基本的な発明の構成を示すブロ
ック図、第3図〜第7図は前記第1の基本的な発明の第
1の実施例に係る全体及び各部の構成を示す図、第8図
は同上実施例の制御ルーチンを示すフローチャート、第
9図は同上実施例におけるロボットの各種動作モードを
示す図、第10図〜第16図は前記ロボットの移動位置
修正制御方式を説明するための図、第17図は第2の実
施例に係る各部構成を示す図、第18図(A) 、 (
B) 、第19図、第20図は夫々第3の実施例に係る
構成図2回路図、制御ルーチンのフローチャート、第2
1図。 第22図は夫々第4の実施例の全体構成図及び部分的な
構成図、第23図、第24図は夫々第5の実施例の回路
図及び制御ルーチンのフローチャート、第25図は第6
の実施例の部分的な構成図、第26図。 第27図は第7の実施例の全体構成図及び部分的な構成
図、第28図、第29図は第2の基本的な発明の実施例
に係る全体構成図及び回路図である。 1.2・・・レーザー信号制御装置  3・・・ロボッ
ト12.82・・・レーザー発信器  13・・・サー
ボモータ13”・・・ステッピングモータ  14.8
4・・・ミラー  15.17.17°、 19.22
・・・レーザー受信器  16.16’ 、 19.1
9’・・・反射鏡  18.18”51・・・電波発信
器  20・・・光ファイバ  33・・・0゜信号作
成回路  34.73・・・エンコーダ  35・・・
モジュレータ  36・・・分波器  37A、37B
・・・光電変換器  38A、38B・・・アンプ  
39A、39B・・・デコーダ  40・・・角度信号
入力部  41・・・初期設定データ入力部  42・
・・演算部  43・・・初期設定データ格納部  4
4・・・演算結果部  61・・・電波受信器  62
A、 62B、 66A、 66B、 75・・・波形
整形回路  63A、 63B、 74・・・発振器 
 64A、 64B・・・カウンタ   65A、65
B・・・データ格納部71・・・演算回路  75・・
・−数回路  76・・・ストロボ発信器  77・・
・ストロボ受信器  81・・・レーザー式測距器  
83・・・モータ 第1図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first basic invention of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the second basic invention, and FIGS. FIG. 8 is a flowchart showing the control routine of the above embodiment, and FIG. 9 shows various operation modes of the robot in the above embodiment. 10 to 16 are diagrams for explaining the movement position correction control method of the robot, FIG. 17 is a diagram showing the configuration of each part according to the second embodiment, and FIG. 18 (A), (
B) , FIGS. 19 and 20 are respectively a configuration diagram 2 circuit diagram, a flowchart of a control routine, and a 2nd circuit diagram according to the third embodiment.
Figure 1. 22 is an overall configuration diagram and a partial configuration diagram of the fourth embodiment, respectively. FIGS. 23 and 24 are a circuit diagram and a flowchart of a control routine of the fifth embodiment, respectively. FIG. 25 is a diagram of the sixth embodiment.
FIG. 26 is a partial configuration diagram of the embodiment. FIG. 27 is an overall configuration diagram and a partial configuration diagram of a seventh embodiment, and FIGS. 28 and 29 are an overall configuration diagram and a circuit diagram of an embodiment of the second basic invention. 1.2...Laser signal control device 3...Robot 12.82...Laser transmitter 13...Servo motor 13''...Stepping motor 14.8
4...Mirror 15.17.17°, 19.22
...Laser receiver 16.16', 19.1
9'...Reflector 18.18"51...Radio wave transmitter 20...Optical fiber 33...0° signal generation circuit 34.73...Encoder 35...
Modulator 36... Brancher 37A, 37B
...Photoelectric converter 38A, 38B...Amplifier
39A, 39B...Decoder 40...Angle signal input section 41...Initial setting data input section 42.
...Arithmetic section 43...Initial setting data storage section 4
4... Calculation result section 61... Radio wave receiver 62
A, 62B, 66A, 66B, 75... Waveform shaping circuit 63A, 63B, 74... Oscillator
64A, 64B...Counter 65A, 65
B...Data storage section 71...Arithmetic circuit 75...
-Several circuits 76... Strobe transmitter 77...
・Strobe receiver 81...Laser range finder
83...Motor diagram 1

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一定距離を持つ2地点から所定範囲内で、これら
2地点を含む略平な面上を移動する移動体の位置を検出
する装置であって、前記2地点に、その回りを前記移動
体の移動面と略平行な面に沿って光軸を回転させつつレ
ーザー信号を発信するレーザー発信器を設けると共に、
前記移動体に前記レーザー信号を受信するレーザー受信
器を設け、かつ、前記レーザー受信器による各レーザー
信号受信時の基準方向に対する回転角を検出する回転角
検出手段と、該検出された回転角と2地点間の距離とに
基づいて2地点を基準とする移動体の位置座標を演算す
る位置座標演算手段とを設けて構成したことを特徴とす
る移動位置検出装置。
(1) A device for detecting the position of a moving body moving on a substantially flat surface including two points within a predetermined range from two points having a certain distance, the moving object moving to and around the two points. In addition to providing a laser transmitter that transmits a laser signal while rotating an optical axis along a plane substantially parallel to the plane of movement of the body,
A rotation angle detection means for providing a laser receiver for receiving the laser signal in the moving body, and for detecting a rotation angle with respect to a reference direction when each laser signal is received by the laser receiver; 1. A mobile position detection device comprising: position coordinate calculation means for calculating position coordinates of a moving body with reference to two points based on the distance between the two points.
(2)回転角検出手段は、各レーザー信号に各々の基準
方向に対する回転角の情報を付与する回転角情報付与手
段と、前記2地点から発信されレーザー受信器によって
受信されたレーザー信号から夫々の回転角情報を読み取
る読み取り手段とで構成されてなる請求項1に記載の移
動位置検出装置。
(2) The rotation angle detection means includes a rotation angle information provision means for providing each laser signal with information on the rotation angle with respect to each reference direction, and a rotation angle information provision means for providing each laser signal with information on the rotation angle with respect to each reference direction, and a rotation angle information provision means for providing each laser signal with information on the rotation angle with respect to each reference direction, and a rotation angle information provision means for providing each laser signal with information on the rotation angle with respect to each reference direction, and a rotation angle information provision means for providing each laser signal with information on the rotation angle with respect to each reference direction. The moving position detecting device according to claim 1, further comprising a reading means for reading rotation angle information.
(3)回転角情報付与手段は、定速回転するレーザー信
号を、その基準方向に対する回転角を時分割した角度信
号で変調することにより回転角情報を付与してなる請求
項2に記載の移動位置検出装置。
(3) The movement according to claim 2, wherein the rotation angle information imparting means imparts rotation angle information by modulating a laser signal rotating at a constant speed with an angle signal obtained by time-sharing the rotation angle with respect to the reference direction. Position detection device.
(4)回転角検出手段は、前記各レーザー信号が基準方
向に一致してから、前記移動体のレーザー受信器によっ
て受信されるまでの所要時間を計測する計時手段と、前
記計時手段によって計測された所要時間から基準方向に
対する回転角を演算する回転角演算手段とで構成されて
なる請求項1に記載の移動位置検出装置。
(4) The rotation angle detection means includes a timer for measuring the time required from when each laser signal coincides with the reference direction until it is received by the laser receiver of the moving body; 2. The moving position detection device according to claim 1, further comprising rotation angle calculation means for calculating a rotation angle with respect to a reference direction from the required time.
(5)各レーザー信号の1回転毎に夫々の基準方向に一
致したことを検出して、基準方向の較正を行う基準方向
較正手段を含んで構成したことを特徴とする請求項1〜
4のいずれか1つに記載の移動位置検出装置。
(5) The apparatus is characterized in that it includes a reference direction calibrating means for detecting that each laser signal coincides with each reference direction every rotation and calibrating the reference direction.
4. The moving position detection device according to any one of 4.
(6)基準方向較正手段は、前記2地点から夫々相手方
の地点に向けて発信されたレーザー信号を相手方で受信
したことを検出したときに当該信号の基準方向を較正し
てなる請求項5に記載の移動位置検出装置。
(6) The reference direction calibrating means calibrates the reference direction of the signal when it is detected that the laser signal transmitted from the two points toward the other party's point is received by the other party. The mobile position detection device described.
(7)基準方向較正手段は、前記2地点から夫々相手方
の地点に向けて発信されたレーザー信号を相手方で受信
させ、相手方から自己の地点に向けて返信させた信号を
自己の地点で受信したことを検出したときに当該信号の
基準方向を較正してなる請求項5に記載の移動位置検出
装置。
(7) The reference direction calibration means causes the other party to receive a laser signal transmitted from the two points to the other party's point, and receives a signal sent back from the other party to the own point at the own point. 6. The moving position detecting device according to claim 5, wherein the reference direction of the signal is calibrated when detecting this.
(8)基準方向較正手段は、前記2地点に相手方から発
信されたレーザー信号を受信するレーザー受信器を備え
ると共に、該レーザー受信器によって受信したレーザー
信号を相手方に返信する光ファイバーを備えて構成され
、該返信されたレーザー信号を検出して基準方向を較正
してなる請求項7に記載の移動位置検出装置。
(8) The reference direction calibration means includes a laser receiver that receives a laser signal transmitted from the other party at the two points, and an optical fiber that returns the laser signal received by the laser receiver to the other party. 8. The moving position detecting device according to claim 7, wherein the reference direction is calibrated by detecting the returned laser signal.
(9)基準方向較正手段は、前記2地点に夫々相手方の
地点から発信されたレーザー信号を反射する反射鏡と、
相手方の反射鏡から反射されたレーザー信号を受信する
レーザー受信器とを備えて構成され、該受信されたレー
ザー信号を検出して基準方向を較正してなる請求項7に
記載の移動位置検出装置。
(9) The reference direction calibration means includes a reflecting mirror that reflects laser signals transmitted from the other point to the two points, respectively;
8. The mobile position detection device according to claim 7, further comprising a laser receiver that receives a laser signal reflected from a mirror of the other party, and calibrates a reference direction by detecting the received laser signal. .
(10)基準方向較正手段は、一方の地点で、相手方か
ら発信されたレーザー信号を受信したときに該レーザー
信号の基準信号を較正すると共に、該地点から発信され
たレーザー信号を相手方で受信させ、相手方から自己の
地点に向けて返信させた信号を自己の地点で受信したこ
とを検出したときに当該信号の基準方向を較正してなる
請求項5に記載の移動位置検出装置。
(10) The reference direction calibration means calibrates the reference signal of the laser signal when a laser signal transmitted from the other party is received at one point, and causes the other party to receive the laser signal transmitted from the point. 6. The moving position detecting device according to claim 5, wherein the mobile position detecting device calibrates the reference direction of the signal when it detects that the signal sent back from the other party towards the own point is received at the own point.
(11)基準方向較正手段は、初期において、一方のレ
ーザー信号を受信した時点で該レーザー信号の回転を停
止させ、他方のレーザー信号を受信した時点で前記一方
のレーザー信号の回転を再開させてなり、以降2つのレ
ーザー信号を同時に受信して基準方向の較正を行うもの
である請求項5に記載の移動位置検出装置。
(11) Initially, the reference direction calibration means stops the rotation of the one laser signal when receiving the one laser signal, and restarts the rotation of the one laser signal when the other laser signal is received. 6. The moving position detecting device according to claim 5, wherein the reference direction is calibrated by simultaneously receiving two laser signals.
(12)基準方向較正手段は、レーザー信号が基準方向
と一致したことを検出したときに、移動体に向けて該検
出信号を発信する発信手段と、移動体側に前記検出信号
を受信する受信手段とを備えてなる請求項5〜11のい
ずれか1つに記載の移動位置検出装置。
(12) The reference direction calibration means includes a transmitting means that transmits the detection signal to the moving object when it is detected that the laser signal coincides with the reference direction, and a receiving means that receives the detection signal to the moving object. The moving position detection device according to any one of claims 5 to 11, comprising:
(13)発信手段は電波発信器であり、受信手段は電波
受信器である請求項12に記載の移動位置検出装置。
(13) The moving position detection device according to claim 12, wherein the transmitting means is a radio wave transmitter and the receiving means is a radio wave receiver.
(14)発信手段はストロボ発信器であり、受信手段は
ストロボ受信器である請求項12に記載の移動位置検出
装置。
(14) The mobile position detection device according to claim 12, wherein the transmitting means is a strobe transmitter and the receiving means is a strobe receiver.
(15)一定距離を持つ2地点から所定範囲内で、これ
ら2地点を含む略平な面上を移動する移動体の位置を検
出する装置であって、前記移動体に、その回りを該移動
体の移動面と略平行な面に沿って回転させつつパルス変
調されたレーザー信号を発信するレーザー発信器を設け
ると共に、前記2地点に夫々前記レーザー発信器から発
信されたレーザー信号を発信方向に反射する円筒状の反
射鏡を設け、かつ、該反射されたレーザー信号を受信す
るレーザー受信器を移動体に設け、前記レーザー発信器
から発信されるレーザー信号とレーザー受信器に受信さ
れるレーザー信号とのパルス位相差を検出することによ
り、移動体と2地点との各距離を演算する距離演算手段
と、該演算された移動体と2地点との各距離と2地点相
互の距離とから移動体の2地点を基準とする移動体の位
置座標を演算する位置座標演算手段とを含んで構成した
ことを特徴とする移動位置検出装置。
(15) A device for detecting the position of a moving object moving on a substantially flat surface including two points within a predetermined range from two points having a certain distance, the device detecting the position of a moving object that moves on a substantially flat surface including these two points, A laser transmitter is provided that transmits a pulse-modulated laser signal while rotating along a plane substantially parallel to the plane of movement of the body, and the laser signal transmitted from the laser transmitter is transmitted to each of the two points in the transmission direction. A moving body is provided with a cylindrical reflecting mirror that reflects the light and a laser receiver that receives the reflected laser signal, and the laser signal transmitted from the laser transmitter and the laser signal received by the laser receiver are provided. distance calculation means for calculating each distance between the moving object and two points by detecting a pulse phase difference between the moving object and the two points; 1. A mobile position detection device comprising: position coordinate calculating means for calculating position coordinates of a moving body with reference to two points on the body.
(16)移動体は、目標となる動作モードの軌道を位置
座標として入力自由な動作モード入力手段と、自己の移
動位置検出毎に、入力された動作モードの軌道目標位置
と検出位置とを比較して移動体を軌道目標位置に近づけ
るように駆動系をフィードバック制御するフィードバッ
ク制御手段を含んでなる請求項1〜15のいずれか1つ
に記載の移動位置検出装置。
(16) The moving body compares the trajectory target position of the input operation mode and the detected position with the operation mode input means, which is free to input the trajectory of the target operation mode as position coordinates, and each time its own movement position is detected. The moving position detecting device according to any one of claims 1 to 15, further comprising a feedback control means for feedback controlling the drive system so as to move the moving body closer to the target trajectory position.
(17)フィードバック制御手段は、移動体の移動方向
を判別する移動方向判別手段と、判別された移動方向に
基づいて移動体の移動方向を制御する移動方向制御手段
とを含んでなる請求項16に記載の移動位置検出装置。
(17) Claim 16, wherein the feedback control means includes a moving direction determining means for determining the moving direction of the moving object, and a moving direction controlling means for controlling the moving direction of the moving object based on the determined moving direction. The mobile position detection device described in .
(18)移動方向判別手段は、自己の移動位置検出毎に
現在位置と前回位置とに基づいて移動方向を判別してな
る請求項17に記載の移動位置検出装置。
(18) The moving position detecting device according to claim 17, wherein the moving direction determining means determines the moving direction based on the current position and the previous position each time the moving position is detected.
(19)移動方向判別手段は、移動体に装着された方位
磁石である請求項17に記載の移動位置検出装置。
(19) The moving position detection device according to claim 17, wherein the moving direction determining means is a compass mounted on the moving body.
(20)移動方向制御手段は、移動体が動作モードの目
標軌道から外れたときに、目標軌道に対して進行方向の
いずれの側に外れているかを判別し、夫々の外れ側に対
して移動体の移動方向を目標軌道の進行方向との為す角
度が所定値となるように修正制御してなる請求項17〜
19のいずれか1つに記載の移動位置検出装置。
(20) When the moving body deviates from the target trajectory in the operation mode, the moving direction control means determines which side in the traveling direction the moving body deviates from the target trajectory, and moves toward each deviated side. Claims 17 to 10 are corrected and controlled so that the angle between the moving direction of the body and the advancing direction of the target trajectory becomes a predetermined value.
20. The moving position detection device according to any one of 19.
(21)移動方向制御手段は、移動体を滑らかに目標軌
道に一致させるための軌道モードを設定し、該設定され
た軌道モードに沿った方向に移動体を移動させる請求項
17〜19のいずれか1つに記載の移動位置検出装置。
(21) Any one of claims 17 to 19, wherein the movement direction control means sets a trajectory mode for causing the moving object to smoothly match the target trajectory, and moves the moving object in a direction along the set trajectory mode. The moving position detection device according to item 1.
(22)移動方向制御手段は、自己の移動位置の検出毎
に新たに目標とする軌道の位置座標を移動方向に従って
順次入力し、最新に入力された位置座標と検出された移
動位置とを比較し、移動体を目標となる軌道に近づける
方向に移動してなる請求項17〜19のいずれか1つに
記載の移動位置検出装置。
(22) The movement direction control means sequentially inputs the position coordinates of a new target trajectory each time its own movement position is detected according to the movement direction, and compares the most recently input position coordinates with the detected movement position. The moving position detecting device according to any one of claims 17 to 19, wherein the moving body moves in a direction that brings the moving body closer to a target trajectory.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5460528A (en) * 1994-05-17 1995-10-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Starlight and moonlight hybrid simulation using fiber optics
CN1319614C (en) * 2004-05-13 2007-06-06 上海交通大学 Photoelectric positioning device of football robot based on digital signal process

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