JPS61253417A - Position-measuring apparatus for moving object - Google Patents
Position-measuring apparatus for moving objectInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、移動体の位置測定装置に関し、特に、光の
反射を利用して移動体の現在位置を測定する装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a position measuring device for a moving body, and more particularly to a device for measuring the current position of a moving body using reflection of light.
[従来の技術]
従来、自動車や工場内の無人移動搬送車等の移動体の現
在位置を測定する装置として、たとえば地上の複数箇所
に電波の送信源を設置しておき、移動体上でその電波を
受信し、受信方位などから移動体の現在位置を演算する
ような装置があった。[Prior Art] Conventionally, as a device for measuring the current position of a moving object such as a car or an unmanned mobile guided vehicle in a factory, radio wave transmission sources are installed at multiple locations on the ground, and the radio waves are transmitted on the moving object. There was a device that received radio waves and calculated the current position of a moving object based on the receiving direction.
[発明が解決しようとする問題点1
上述のような電波を利用した位置測定装置では、複数の
送信装置が必要であるため、高価になるという問題点が
あった。また、送信装置を常時正常に動作させるために
、頻繁に点検や保守を行なわなければならないという問
題点もあった。特に、型外で用いる場合は、送信装置の
設置環境が厳しいものとなるため、点検や保守の頻度が
増大してしまう。さらに、上述のような位置測定装置で
は、電波を利用しているため、電波法の規制を受けたり
電波雑音の影響を受けたりするという問題点もあった。[Problem 1 to be Solved by the Invention The position measuring device using radio waves as described above has a problem in that it is expensive because it requires a plurality of transmitting devices. There is also the problem that frequent inspections and maintenance must be performed in order for the transmitting device to operate normally at all times. In particular, when used outside the mold, the environment in which the transmitting device is installed becomes harsh, which increases the frequency of inspection and maintenance. Furthermore, since the above-described position measuring device uses radio waves, there are also problems in that it is subject to regulations under the Radio Law and is affected by radio wave noise.
それゆえに、この発明の目的は、簡単かつ安価な構成で
しかも点検や保守の必要がほとんどなく、電波法による
規制等も全く受けないような移動体の位置検知装置を提
供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a position detection device for a moving object that has a simple and inexpensive configuration, requires little inspection or maintenance, and is not subject to any regulations under the Radio Law.
E問題点を解決するための手段]
この発明は、移動体が移動すべき経路の右側および左側
の所定の座標位置に第1−および第2の光反射手段を設
けておき、移動体からこれら光反射手段に向けて光ビー
ムを回動走査しその反射光を検知することにより移動体
の現在位置を測定するようにしたものであり、方位測定
手段と、回動走査手段と、光検知器と、角度検出手段と
、データ取込手段と、演算手段とを備える。第1および
第2の光反射手段は、入射した光を入射方向と同じ方向
へ反射する光学的性質を有する。方位測定手段は、予め
定められた基準方位に対する移動体の進行方位を測定す
るためのものである。回動走査手段は移動体から光ビー
ムを回動走査させるためのものである。光検知器は回動
走査手段から発射されて第1あるいは第2の光反射手段
に反射された光を検知するためのものである。角度検出
手段は回動走査手段の回動角度を検出するためのもので
ある。データ取込手段は光検知器の検知出力に応答して
角度検出手段から角度データを取込むためのものである
。演算手段は方位測定手段によって測定された進行方位
と、データ取込手段によって取込まれた角度データとに
基づいて移動体の現在位置を演算するためのちのである
。Means for Solving Problem E] The present invention provides first and second light reflecting means at predetermined coordinate positions on the right and left sides of a route along which a moving body should move, and the first and second light reflecting means are provided at predetermined coordinate positions on the right and left sides of the route along which a moving body should travel, and these light reflecting means are provided from the moving body to The current position of a moving body is measured by rotating and scanning a light beam toward a light reflecting means and detecting the reflected light. , an angle detection means, a data acquisition means, and a calculation means. The first and second light reflecting means have an optical property of reflecting incident light in the same direction as the incident direction. The azimuth measuring means is for measuring the traveling azimuth of the moving object with respect to a predetermined reference azimuth. The rotational scanning means is for rotating and scanning the light beam from the moving body. The photodetector is for detecting light emitted from the rotating scanning means and reflected by the first or second light reflecting means. The angle detection means is for detecting the rotation angle of the rotation scanning means. The data acquisition means is for acquiring angle data from the angle detection means in response to the detection output of the photodetector. The calculation means is for calculating the current position of the moving object based on the traveling direction measured by the direction measurement means and the angle data taken in by the data acquisition means.
【作用]
この発明においては、第1および第2の光反射手段の座
標位置は予めわかっているため、基準方位に対する移動
体の進行方位を測定するとともに、移動体の現在位置と
第1および第2の光反射手段との角度関係を測定すれば
、これら測定された結果に基づいて演算手段が幾何学的
な関係から移動体の現在位置を演算することができる。[Operation] In this invention, since the coordinate positions of the first and second light reflecting means are known in advance, the moving direction of the moving body with respect to the reference direction is measured, and the current position of the moving body and the first and second light reflecting means are measured. By measuring the angular relationship with the second light reflecting means, the calculating means can calculate the current position of the moving body from the geometrical relationship based on the measured results.
〔実施例]
第1図はこの発明の一実施例の概略を示す図解図である
。図において、道路1の右側および左側には、それぞれ
、光反射手段2Rおよび2Lが設けられる。これら光反
射手段2Rおよび2Lは、入射した光をその入射方向と
同じ方向に反射するような光学的性質を有しており、た
とえばコーナキューブなどが用いられる。また、光反射
手段2Rおよび2Lは、それぞれを結ぶ線分dが予め定
められた基準方位Xと直交するように選ばれている。こ
の基準方位Xは、たとえば道路1と平行に選ばれてもよ
く、また道路の延びる方向とは無関係にたとえば東西南
北等に一致するように選ばれてもよい。[Embodiment] FIG. 1 is an illustrative diagram showing an outline of an embodiment of the present invention. In the figure, light reflecting means 2R and 2L are provided on the right and left sides of the road 1, respectively. These light reflecting means 2R and 2L have an optical property of reflecting the incident light in the same direction as the incident direction, and for example, a corner cube or the like is used. Further, the light reflecting means 2R and 2L are selected such that a line segment d connecting each of them is orthogonal to a predetermined reference direction X. This reference direction X may be selected to be parallel to the road 1, for example, or may be selected to correspond to north, south, east, west, etc., regardless of the direction in which the road extends.
一方、自動車等の移動体3には、その進行方位Yを測定
するための方位測定用スキャナ4と、その現在位置を測
定するための位置測定用スキャナ7とが設けられる。方
位測定用スキャナ4は、移動体3の進行方位Yに対して
直交する右および左方向に光ビーム5Rおよび5Lを発
射するものである。位置測定用スキャナ7は、光ビーム
8を移動体のまわりに回動走査するためのものである。On the other hand, a moving body 3 such as a car is provided with a direction measuring scanner 4 for measuring its traveling direction Y and a position measuring scanner 7 for measuring its current position. The orientation measuring scanner 4 emits light beams 5R and 5L in the right and left directions orthogonal to the traveling direction Y of the moving body 3. The position measuring scanner 7 is for rotating and scanning the light beam 8 around the moving object.
第2図は第1図に示す方位測定用スキャナ4の内部構造
を示す図であり、方位測定用スキャナ4を正面から見た
状態を示している。図において、この方位測定用スキャ
ナ4は、左右1対の投受光ユニット4Lおよび4Rを備
える。投受光ユニット4Lは移動体3の左側へ光を発射
するためのものであり、投受光ユニット4Rは移動体3
の右側へ光を発射するためのものである。なお、これら
投受光ユニット4Lおよび4Rは左右対称の同じ構造と
なっているため、ここでは右側の投受光ユニット4Rを
代表して説明する。鏡筒41Rの内部には、光源42R
と、レンズ43Rと、ハーフミラ−44Rとが収納され
る。光源42Rとしては、指向性の鋭いたとえばレーザ
光等を発射する光源が用いられる。レンズ43Rは光源
42Rから出た光を上下方向に拡がる平面状の光ビーム
5Rにするためのものである。このような平面状のビー
ムを用いたのは、移動体3が多少振動しても光ビーム5
Rが確実に光反射手段2Rに当たるようにするためであ
る。レンズ43Rを出た光ビーム5Rはハーフミラ−4
4Rを透過して外部へと出射される。また、ハーフミラ
−44Rは光反射手段2Rからの反射光6Rを反射する
。このハーフミラ−44Rの反射光を検知し得る位置に
受光器45Rが設けられる。この受光器45Rは、たと
えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等が用いら
れ、ハーフミラ−44Rからの反射光を受けたことに応
答して、検知信号を導出する。FIG. 2 is a diagram showing the internal structure of the orientation measuring scanner 4 shown in FIG. 1, and shows the orientation measuring scanner 4 viewed from the front. In the figure, the orientation measuring scanner 4 includes a pair of left and right light emitting/receiving units 4L and 4R. The light emitting/receiving unit 4L is for emitting light to the left side of the moving body 3, and the light emitting/receiving unit 4R is for emitting light to the left side of the moving body 3.
This is to emit light to the right side of the Note that since these light emitting and receiving units 4L and 4R have the same structure and are bilaterally symmetrical, the right light emitting and receiving unit 4R will be described here as a representative. Inside the lens barrel 41R is a light source 42R.
, a lens 43R, and a half mirror 44R are housed. As the light source 42R, a light source that emits a laser beam or the like with sharp directivity is used. The lens 43R is for converting the light emitted from the light source 42R into a planar light beam 5R that spreads in the vertical direction. The reason why such a planar beam is used is that even if the moving body 3 vibrates a little, the light beam 5
This is to ensure that the light R hits the light reflecting means 2R. The light beam 5R exiting the lens 43R is a half mirror 4
The light passes through 4R and is emitted to the outside. Further, the half mirror 44R reflects the reflected light 6R from the light reflecting means 2R. A light receiver 45R is provided at a position where it can detect the reflected light of the half mirror 44R. This light receiver 45R uses, for example, a photodiode or a phototransistor, and derives a detection signal in response to receiving reflected light from the half mirror 44R.
第3図は第1図に示す位置測定用スキャナ7の内部構造
を示す図であり、この位W18Il定用スキャナ7を正
面から見た状態を示している。図において、ハウジング
70の内部には、鏡筒71が収納されて保持される。こ
の鏡筒71の内部には、光源72と、レンズ73と、ハ
ーフミラ−74とが収納される。光源70としては、指
向性の鋭いたとえばレーザ光等を発射する光源が用いら
れる。FIG. 3 is a diagram showing the internal structure of the position measuring scanner 7 shown in FIG. 1, and shows the W18Il regular scanner 7 viewed from the front. In the figure, a lens barrel 71 is housed and held inside a housing 70. A light source 72, a lens 73, and a half mirror 74 are housed inside this lens barrel 71. As the light source 70, a light source that emits a sharply directional light such as a laser beam is used.
レンズ73は光1II72から出た光を上下方向に拡げ
て平面状の光ビーム8にするためのものである。The lens 73 is for expanding the light emitted from the light 1II72 in the vertical direction to form a planar light beam 8.
このような平面状の光ビーム8を用いたのは、移動体3
が多少振動しても光ビーム8が確実に光反射手段2Rお
よび2Lに当たるようにするためである。レンズ73を
出た光ビーム8は、ハーフミラ−74を透過して外部へ
と出射される。また、ハーフミラ−74は光反射手段2
Rおよび2Lがらの反射光を受けて反射する。このハー
フミラ−74の反射光を検知し得る位置に受光器75が
設けられる。この受光器75は、たとえばフォトダイオ
ードやフォトトランジスタ等が用いられ、ハーフミラ−
74からの反射光を受けたことに応答して、検知信号を
導出する。また、ハウジング70はエンコーダ76およ
びモータ77と連結される。モータ77はハウジング7
0を回転させることによって光ビーム8を移動体3のま
わりに回動走査させる。エンコーダ76は光ビーム8の
回動角度を検出するためのものであり、その基準角度は
移動体3の進行方位Yに一致するように選ばれている。Such a planar light beam 8 is used for the moving object 3.
This is to ensure that the light beam 8 hits the light reflecting means 2R and 2L even if the light beam 8 vibrates to some extent. The light beam 8 exiting the lens 73 passes through a half mirror 74 and is emitted to the outside. Further, the half mirror 74 is connected to the light reflecting means 2.
It receives and reflects the reflected light from R and 2L. A light receiver 75 is provided at a position where the reflected light from the half mirror 74 can be detected. This light receiver 75 uses, for example, a photodiode, a phototransistor, etc., and a half mirror.
In response to receiving the reflected light from 74, a detection signal is derived. Further, the housing 70 is connected to an encoder 76 and a motor 77. The motor 77 is connected to the housing 7
By rotating the light beam 8, the light beam 8 is rotated and scanned around the moving body 3. The encoder 76 is for detecting the rotation angle of the light beam 8, and its reference angle is selected to match the traveling direction Y of the moving body 3.
第4図は移動体3に搭載される方位測定装置を示す概略
ブロック図である。第5図および第6図は第4図の方位
測定装置の動作を説明するための図解図である。以下、
第5図および第6図を参照しつつ第4図に示す方位測定
装置の構成ないし動作について説明する。FIG. 4 is a schematic block diagram showing the direction measuring device mounted on the moving body 3. As shown in FIG. 5 and 6 are illustrative views for explaining the operation of the direction measuring device shown in FIG. 4. FIG. below,
The configuration and operation of the direction measuring device shown in FIG. 4 will be explained with reference to FIGS. 5 and 6.
今、第6図に示ずように、移動体3の進行方位Yが基準
方位Xに対してθであると想定する。この場合、第5図
に示すように、まず最初に左側の投受光ユニット4Lか
らの光ビーム5Lが光反射手段2Lに当たる。光反射手
段2Lは受けた光ビーム5Lを入射方向と同じ方向へ反
射するため、その反射光はハーフミラ−44Lに戻り、
このハーフミラ−44Lによって反射されて受光器45
Lに入射する。応じて、受光器45Lは検知出力を導出
し、その検知出力を先着判別回路10に与えるとともに
、ORゲート11を介してフリップフロップ12に与え
る。このフリップフロップ12は、最初の入力でセット
出力を導出しかつ次の入力でリセット出力を導出するも
のが用いられるため、最初に反射光を検知した受光器4
5Lの出力でセットされる。フリップフロップ12のセ
ット出力(ハイレベル)がANDゲート13に与えられ
、該ANDゲート13を能動化させるとともに、ローレ
ベルに反転されてANDゲート14に与えられ、該AN
Dゲート14を不能動化させる。Now, as shown in FIG. 6, it is assumed that the moving direction Y of the moving body 3 is at an angle of θ with respect to the reference direction X. In this case, as shown in FIG. 5, the light beam 5L from the left light projecting/receiving unit 4L first hits the light reflecting means 2L. Since the light reflecting means 2L reflects the received light beam 5L in the same direction as the incident direction, the reflected light returns to the half mirror 44L,
It is reflected by this half mirror 44L and is reflected to the receiver 45.
incident on L. In response, the light receiver 45L derives a detection output and provides the detection output to the first-arrival discrimination circuit 10 and also to the flip-flop 12 via the OR gate 11. Since this flip-flop 12 derives a set output from the first input and a reset output from the next input, the light receiver 4 that first detects the reflected light
Set at 5L output. The set output (high level) of the flip-flop 12 is applied to the AND gate 13, activating the AND gate 13, and is inverted to low level and applied to the AND gate 14.
Disable D gate 14.
応じて、パルス発生器15から発生されるパルスがAN
Dゲート13を介してカウンタ16に与えられるため、
カウンタ16は与えられるパルス数を計数する。ここで
、パルス発生器15は移動体3が予め定められた単位距
離進むごとにパルスを発生するものであり、たとえば移
動体3の車輪の回転を検出するロータリエンコーダ等が
用いられる。したがって、このパルス発生器15の出力
パルス数を計数することにより、移動体3の走行距離を
測定することができる。Accordingly, the pulses generated from the pulse generator 15 are AN
Since it is given to the counter 16 via the D gate 13,
Counter 16 counts the number of pulses applied. Here, the pulse generator 15 generates a pulse every time the movable body 3 advances a predetermined unit distance, and for example, a rotary encoder or the like that detects the rotation of the wheels of the movable body 3 is used. Therefore, by counting the number of output pulses from the pulse generator 15, the travel distance of the moving object 3 can be measured.
移動体3が少し走行して第5図の点線で示す位置に来る
と、投受光ユニット4Rからの光ビーム5・Rが光反射
手段2Rに当たる。そのため、光反射手段2Rの反射光
がハーフミラ−44Rに戻り、このハーフミラ−44R
によって反射されて受光器45Rに入射する。応じて、
受光器45Rは検知出力を導出し、その検知出力を先着
判別回路10に与えるとともに、ORゲート11を介し
てフリップ70ツブ12に与える。フリップ70ツブ1
2は受光器45Rの出力が2度目の信号であるためその
出力論理状態を反転し、セット出力端からローレベルの
信号を導出するとともに、リセット出力端からハイレベ
ルの信号を導出する。応じて、ANDゲート13が不能
動化され、かつANDゲート14が能動化される。した
がって、カウンタ16は受光器45mが反射光を検知し
てから受光器45Rが反射光を検知するまでの間に移動
体3が走行する距離史に相関するパルス数nを計数し、
その計数値nをANDゲート14を介して除算回路17
の一方入力に与える。また、フリップフロップ12のリ
セット出力がタイマ18で定まる一定時間遅れてカウン
タ16のリセット信号として与えられる。When the moving body 3 travels a little and comes to the position shown by the dotted line in FIG. 5, the light beam 5.R from the light projecting/receiving unit 4R hits the light reflecting means 2R. Therefore, the reflected light from the light reflecting means 2R returns to the half mirror 44R, and this half mirror 44R
The light is reflected by the light beam and enters the light receiver 45R. depending on,
The light receiver 45R derives a detection output and supplies the detection output to the first-come-first-served discrimination circuit 10 and also to the flip 70 knob 12 via the OR gate 11. flip 70 tube 1
2, since the output of the light receiver 45R is the second signal, its output logic state is inverted, and a low level signal is derived from the set output terminal, and a high level signal is derived from the reset output terminal. Accordingly, AND gate 13 is disabled and AND gate 14 is enabled. Therefore, the counter 16 counts the number of pulses n that correlates with the distance history traveled by the mobile object 3 from the time when the light receiver 45m detects the reflected light until the time when the light receiver 45R detects the reflected light,
The division circuit 17 divides the counted value n through the AND gate 14.
is given to one input. Further, the reset output of the flip-flop 12 is given as a reset signal to the counter 16 after a certain time delay determined by the timer 18.
前記除算回路17の他方入力には、間隔設定部19の設
定値nwが与えられる。この間隔設定部19には、光反
射手段2R,2L間の距離dlに相関する値n育が予め
設定される。すなわち、間隔設定部19には、上記距離
dfLをもし移動体3が走行したであればパルス発生器
15から得られるであろうパルス数が予め設定される。The other input of the division circuit 17 is given the setting value nw of the interval setting section 19. A value n that correlates to the distance dl between the light reflecting means 2R and 2L is set in advance in this interval setting section 19. That is, the number of pulses that would be obtained from the pulse generator 15 if the moving object 3 traveled the distance dfL is preset in the interval setting section 19.
したがって、除算口2s17はカウンタ16の計数値n
を光反射旬2R,2Lの取付間隔に相関する設定値nw
で除算(n /nw) シ、sinθ′を求める。この
角度θ′は第6図に示すように、光反射手段2R,2L
を結ぶ線分dに対して光ビーム5Lおよび5Rがなす角
度であるが、基準方位Xに対して移動体3の進行万位Y
がなす角度θと等しい。したがって、除算回路17はs
inθを算出する。除算回路17の出力は換算回路20
に与えられ、sinθが角度θに換算される。この換算
回路20は、図示しないが、たとえば各番地にsinθ
(0≦θ<90@)のそれぞれの真数(正弦値)が設定
されたROMを含み、除算回路17からの除算値(n/
nw)に等しい真数に相当する角度θを読出すように構
成されている。換算回路20から導出される角度θは、
絶対値であり、基準方位Xに対して正負どちらの角度θ
であるか明らかでない。そのため、角度θの正負の判別
を行なう目的で、換算回路2゜の出力が正負判別回路2
1に与えられる。Therefore, the division port 2s17 is the count value n of the counter 16.
is the setting value nw that correlates to the installation interval of the light reflectors 2R and 2L.
Divide by (n/nw) to find sinθ'. This angle θ' is as shown in FIG.
It is the angle that the light beams 5L and 5R make with respect to the line segment d connecting
is equal to the angle θ formed by Therefore, the division circuit 17 has s
Calculate inθ. The output of the division circuit 17 is sent to the conversion circuit 20
is given, and sin θ is converted into angle θ. Although not shown, this conversion circuit 20 has, for example, sin θ at each address.
It includes a ROM in which each antilog number (sine value) of (0≦θ<90@) is set, and the division value (n/
The angle θ is configured to read out an angle θ corresponding to an antilogous number equal to nw). The angle θ derived from the conversion circuit 20 is
It is an absolute value, and the angle θ is either positive or negative with respect to the reference direction
It is not clear whether Therefore, for the purpose of determining whether the angle θ is positive or negative, the output of the conversion circuit 2° is
1 is given.
前記先着判別回路10は、受光器45Rの検知出力と受
光器45Lの検知出力とのいずれが先行したかを判別し
、その先着判別出力を正負判別回路21に与える。正負
判別回路21は先着判別回路10の出力に基づいて、角
度θの正負を判別する。すなわち、正負判別回路21は
、受光器45Rの検知出力が先行したと先着判別回路1
0が判別したとき、角度θを負(−)と判別し、受光器
45mの検知出力が先行したと先着判別回路10が判別
したとき、角度θを正(+)と判別する。The first arrival determination circuit 10 determines which of the detection outputs of the light receiver 45R and the light receiver 45L came first, and provides the first arrival determination output to the positive/negative determination circuit 21. The positive/negative determining circuit 21 determines whether the angle θ is positive or negative based on the output of the first arrival determining circuit 10. That is, the positive/negative discrimination circuit 21 detects that the detection output of the light receiver 45R has preceded the first-arrival discrimination circuit 1.
0, the angle θ is determined to be negative (-), and when the first-arrival determining circuit 10 determines that the detection output of the light receiver 45m has preceded, the angle θ is determined to be positive (+).
たとえば、移動体3が第5図に示すように走行した場合
、受光器45Lが先に検知出力を導出するため、先着判
別回路21は角度θを正(+)と判別し、十〇を出力す
る。For example, when the moving object 3 travels as shown in FIG. 5, the light receiver 45L derives the detection output first, so the first-come-first-served discrimination circuit 21 discriminates the angle θ as positive (+) and outputs 10. do.
以上のごとく、第4図の方位測定装置によれば、基準方
位Xに対して移動体3の進行方位Yがなす角度θを正確
に測定することができる。As described above, according to the azimuth measuring device shown in FIG. 4, it is possible to accurately measure the angle θ that the traveling azimuth Y of the moving object 3 makes with respect to the reference azimuth X.
第7図は移動体3に搭載される位置測定装置を示す概略
ブロック図である。図において、微分回路22には第3
図に示す受光器75の出力が与えられる。この微分回路
22の出力はT型フリップ70ツブ23に与えられる。FIG. 7 is a schematic block diagram showing a position measuring device mounted on the moving body 3. As shown in FIG. In the figure, the differentiating circuit 22 has a third
The output of the photoreceiver 75 shown in the figure is given. The output of this differentiating circuit 22 is given to a T-type flip 70 tube 23.
このT型フリップ7Oツブ23は微分回路22から微分
パルスが入力されるごとにその出力が反転する構成とな
っている。T型フリップ70ツブ23のQ出力はAND
ゲート24の一方入力に与えられるとともに、反転され
てANDゲート25の一方入力に与えられる。これらA
NDゲート24および25の他方入力には、波形整形回
路26の出力が与えられる。This T-type flip 7O tube 23 is configured such that its output is inverted every time a differential pulse is input from the differentiator circuit 22. The Q output of T-type flip 70 tube 23 is AND
The signal is applied to one input of the gate 24 and is inverted and applied to one input of the AND gate 25. These A
The output of the waveform shaping circuit 26 is applied to the other input of the ND gates 24 and 25.
この波形整形回路26は第3図に示づ一エンコーダ76
の出力をパルス信号に波形整形するための回路である。This waveform shaping circuit 26 is connected to an encoder 76 as shown in FIG.
This is a circuit for shaping the waveform of the output into a pulse signal.
ANDゲート24および25の出力は、それぞれ、レジ
スタ27および28に与えられる。The outputs of AND gates 24 and 25 are provided to registers 27 and 28, respectively.
このレジスタ27および28の出力は演算回路29に与
えられる。また、演算回路29には、第4図に示す正負
判別回路21からの方位情報が与えられる。演算回路2
9は、与えられたデータないし情報に基づいて移動体の
現在位置を演算するためのもので、その出力は利用装置
30に与えられる。利用装置30としては、たとえば自
動操縦装置や表示装置等積々のものが考えられる。The outputs of registers 27 and 28 are given to arithmetic circuit 29. Further, the arithmetic circuit 29 is given azimuth information from the positive/negative discrimination circuit 21 shown in FIG. Arithmetic circuit 2
Reference numeral 9 is for calculating the current position of the moving body based on the given data or information, and its output is given to the utilization device 30. The device 30 to be used may include, for example, an autopilot device, a display device, and the like.
第8図および第9図iよ第7図の測定装置の動作を測定
するための図であり、特に、第8図は道路1上における
移動体3の走行状態を示しており、第9図は移動体3と
光反射手段2Rおよび2Lとの位置関係を幾何学的に示
している。以下、これら第8図および第9図を参照して
第7図の位置測定装置の動作を説明する。今、既に方位
測定用スキャナ4お輿第4図に示す方位測定装置によっ
て移動体3の進行方位測定されているものとする。8 and 9 are diagrams for measuring the operation of the measuring device shown in FIG. 7. In particular, FIG. shows geometrically the positional relationship between the moving body 3 and the light reflecting means 2R and 2L. The operation of the position measuring device shown in FIG. 7 will be described below with reference to FIGS. 8 and 9. It is now assumed that the traveling direction of the moving body 3 has already been measured by the direction measuring scanner 4 and the direction measuring device shown in FIG.
この状態で、位置測定用スキャナ7は、モータ77によ
って回動されており、したがりて光ビーム8は回動走査
されている。この光ビーム8がたとえば光反射手段2L
に当たったとすると、光反射手段2Lは光ビームの入射
方向と同じ方向に光を反射するので、その反射光は位置
測定用スキャナ7のハーフミラ−74に戻り、このハー
フミラ−74によって反射されて受光器75に入射する
。In this state, the position measuring scanner 7 is rotated by the motor 77, and therefore the light beam 8 is rotated and scanned. This light beam 8 is, for example, a light reflecting means 2L.
If it hits the light beam, the light reflecting means 2L reflects the light in the same direction as the incident direction of the light beam, so the reflected light returns to the half mirror 74 of the position measuring scanner 7, is reflected by this half mirror 74, and is received. The light enters the vessel 75.
したがって、受光器75は検知出力を導出する。Therefore, the light receiver 75 derives a detection output.
この受光器75の検知出力は微分回路22によりて微分
され、微分パルスとなってT型フリップ70ツブ23に
与えられる。T型フリップ70ツブ23は当初そのQ出
力がO−レベルであったとすると、微分パルスが入って
きたためQ出力はハイレベルに反転する。したがって、
ANDゲート24が開成され、ANDゲート25は閉成
される。The detection output of this light receiver 75 is differentiated by a differentiating circuit 22, and is applied to the T-type flip 70 tube 23 as a differentiated pulse. Assuming that the Q output of the T-type flip 70 tube 23 was initially at O- level, the Q output is inverted to high level due to the input of the differential pulse. therefore,
AND gate 24 is opened and AND gate 25 is closed.
そのため、エン=1−ダ76から出力され波形整形回路
26によって波形整形された角度データφ。Therefore, the angle data φ is output from the encoder 76 and is waveform-shaped by the waveform shaping circuit 26.
はANDゲート24を通ってレジスタ27にストアされ
る。次に、位置測定用スキャナ7が回動されて第8図の
点線で示す位置に変位したとすると、このとき光ビーム
8は光反射手段2Rに当たる。is stored in register 27 through AND gate 24. Next, when the position measuring scanner 7 is rotated and displaced to the position indicated by the dotted line in FIG. 8, the light beam 8 hits the light reflecting means 2R.
なお、モータ77による位置測定用スキャナ7の回動速
度はかなり速いので、光ビーム8が光反射手段2Lに当
たってから光反射手段2Rに当たるまでの間に移動体3
はほとんど移動しないものと仮定する。光反射手段2R
は入射した光ビーム8を同じ方向へ反射する。そのため
、ハーフミラ−74が光反射手段2Rからの反射光を受
けて反射する。ハーフミラ−74の反射光は受光器75
によって受光されて検知出力が導出される。そのため、
微分回路22から微分パルスが出力され、T型フリップ
フロップ23はその出力状態が反転する。すなわち、Q
出力がローレベルとなる。この状態では、ANDゲート
24が閉成されてANDゲート25が開成される。した
がって、エンコーダ76からの角度データφ、はAND
ゲート25を通過してレジスタ28にストアされる。次
に、演算回路29はレジスタ27および28にストアさ
れた角度データφ、およびφ糞と、正負判別回路21か
らの方位情報±θとに基づいて移動体3の現在位置を演
算する。この演算は以下のようにして行なわれる。Note that since the rotation speed of the position measuring scanner 7 by the motor 77 is quite fast, the moving body 3 is
Assume that there is almost no movement. Light reflecting means 2R
reflect the incident light beam 8 in the same direction. Therefore, the half mirror 74 receives and reflects the reflected light from the light reflecting means 2R. The reflected light from the half mirror 74 is sent to the receiver 75.
The light is received by and a detection output is derived. Therefore,
A differential pulse is output from the differentiating circuit 22, and the output state of the T-type flip-flop 23 is inverted. That is, Q
Output becomes low level. In this state, AND gate 24 is closed and AND gate 25 is opened. Therefore, the angle data φ from the encoder 76 is AND
The signal passes through gate 25 and is stored in register 28 . Next, the calculation circuit 29 calculates the current position of the moving body 3 based on the angle data φ and φ stored in the registers 27 and 28 and the azimuth information ±θ from the positive/negative discrimination circuit 21. This calculation is performed as follows.
まず、演算回路29は次式(1)および(2)によって
第9図に示される角度αLおよびα、を演算する。なお
、角度α、は光反射手段2Lを頂点として光反射手段2
Rと移動体3の現在位置Aとの間の角度であり、角度α
8は光反射手段2Rを頂点として光反射手段2Lと移動
体3の現在位11Aとの間の角度である。First, the calculation circuit 29 calculates the angles αL and α shown in FIG. 9 using the following equations (1) and (2). Incidentally, the angle α is defined by the light reflecting means 2 with the light reflecting means 2L as the apex.
It is the angle between R and the current position A of the moving body 3, and the angle α
8 is the angle between the light reflecting means 2L and the current position 11A of the moving body 3 with the light reflecting means 2R as the apex.
αL−180° −β、−φ、 ・・・ (1)α、
=180° −βk −φ、 ・・・ (2)但し、
β3=90°十〇であり、β3=90°十〇である。な
お、これら角度β、およびβ、を演算する際、90″に
θを加算するか減算するかは、正負判別回路21から与
えられる方位情報θの符号によって決定される。上記角
度αLおよびαRが演算されると、今度は移動体3の現
在位置への座標位置が演算される。この演算は、光反射
手段2Lおよび2Rの座標位置が既知であり演算回路2
9に設定されているので、角度α、およびα。αL−180° −β, −φ, ... (1) α,
=180° −βk −φ, ... (2) However,
β3=90°10 and β3=90°10. Note that when calculating these angles β and β, whether to add or subtract θ from 90″ is determined by the sign of the azimuth information θ given from the positive/negative discrimination circuit 21. When the calculation is performed, the coordinate position to the current position of the moving body 3 is calculated.
9, so the angles α, and α.
から容易に求めることができる。It can be easily obtained from
なお、以上説明した実施例においては、移動体3の進行
方位を測定するための手段として方位測定用スキャナ4
と第4図に示す方位測定装置とを用いたが、これらに代
えてジャイロスコープや方位磁石等を用いてもよい。In the embodiment described above, the direction measuring scanner 4 is used as a means for measuring the traveling direction of the moving body 3.
and the direction measuring device shown in FIG. 4, but a gyroscope, a direction magnet, etc. may be used in place of these.
また、この発明は、自動車のみならずゴルフ場における
ゴルフカートや、空港の誘導路上を移動する航空機や、
構内の各種運搬車や、盲人を自動的に誘導するための誘
導ワゴンや、自動掃除機や、各種農業機器や建設機器等
にも適用できることはもちろんである。すなわち、平面
上を移動するような移動体すべてのものに適用すること
ができる。In addition, this invention is applicable not only to automobiles but also to golf carts at golf courses, aircraft moving on taxiways at airports,
Of course, it can also be applied to various transportation vehicles in the premises, guidance wagons for automatically guiding blind people, automatic vacuum cleaners, and various agricultural and construction equipment. That is, it can be applied to all moving objects that move on a plane.
なお、屋内を走行する移動体に適用する場合、光反射手
段2Rおよび2Lは壁もしくは天井に設けるようにして
もよい。In addition, when applying to a moving object running indoors, the light reflecting means 2R and 2L may be provided on a wall or a ceiling.
さらに、この発明は光反射手段2Rおよび2Lを、移動
体が通過する経路の適宜の箇所に複数組設け、移動体を
自動MIIするように応用することもできる。Furthermore, the present invention can also be applied to automatically MII a moving object by providing a plurality of sets of light reflecting means 2R and 2L at appropriate locations on the route that the moving object passes.
[発明の効果]
以上のように、この発明によれば、光ビームの反射を利
用して移動体の現在位置を測定するようにしているので
、従来の電波を用いて現在位置を測定する方法に比べて
、構造が簡単でかつ安価であり、また電波法の規制を受
けることもなく、さらに電波雑音の影響を受けることも
ない。また、この発明によれば、光反射手段の保守およ
び点検を行なう必要がほとんどなく、そのための時間お
よび労力を大幅に削減することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the current position of a moving body is measured using the reflection of a light beam, so it is different from the conventional method of measuring the current position using radio waves. It has a simpler structure and is less expensive than that, is not subject to regulations under the Radio Law, and is not affected by radio noise. Further, according to the present invention, there is almost no need to perform maintenance and inspection of the light reflecting means, and the time and labor required for such maintenance and inspection can be significantly reduced.
第1図はこの発明の一実施例の概略を示す図解図である
。第2図は第1図に示す方位測定用スキャナ4の内部構
造を示す正面図である。第3図は第1図に示す位置測定
用スキャナ7の内部構造を示す正面図である。第4図は
移動体3に搭載される方位測定装置を示す概略ブロック
図である。第5図および第6図は方位測定用スキャナ4
および第4図に示す方位測定装置によって行なわれる方
位測定動作を説明するための図解図であり、特に、第5
図は移動体3の進行状態と光反射手段2Rおよび2Lと
の位置関係を示した図であり、第6図は第5図の幾何学
的説明図である。第7図は移動体3に搭載される位置測
定装置を示す概略ブロック図である。第8図および第9
図は位置測定用スキャナ7および第7図に示す位置測定
装置によって行なわれる現在位置測定動作を説明するた
めの図解図であり、特に、第8図は道路1上での移動体
3の現在位置と光反射手段2Rおよび2Lとの位置関係
を示した図であり、第9図は第8図の幾何学的説明図で
ある。
図において、22は微分回路、23はT型フリップフロ
ップ、24および25はANDゲート、26は波形整形
回路、27および28はレジスタ、29は演算回路、3
0は利用装置、72は光源、73はレンズ、74はハー
フミラ−175は受光器、76はエンコーダ、77はモ
ータを示す。FIG. 1 is an illustrative diagram showing an outline of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view showing the internal structure of the orientation measuring scanner 4 shown in FIG. 1. FIG. 3 is a front view showing the internal structure of the position measuring scanner 7 shown in FIG. 1. FIG. 4 is a schematic block diagram showing the direction measuring device mounted on the moving body 3. As shown in FIG. Figures 5 and 6 show the direction measurement scanner 4.
5 is an illustrative view for explaining the direction measuring operation performed by the direction measuring device shown in FIG.
The figure shows the progress state of the moving body 3 and the positional relationship between the light reflecting means 2R and 2L, and FIG. 6 is a geometrical explanatory diagram of FIG. 5. FIG. 7 is a schematic block diagram showing a position measuring device mounted on the moving body 3. As shown in FIG. Figures 8 and 9
The figure is an illustrative diagram for explaining the current position measuring operation performed by the position measuring scanner 7 and the position measuring device shown in FIG. 7. In particular, FIG. FIG. 9 is a geometric explanatory diagram of FIG. 8. FIG. In the figure, 22 is a differentiation circuit, 23 is a T-type flip-flop, 24 and 25 are AND gates, 26 is a waveform shaping circuit, 27 and 28 are registers, 29 is an arithmetic circuit, 3
0 is a device to be used, 72 is a light source, 73 is a lens, 74 is a half mirror, 175 is a light receiver, 76 is an encoder, and 77 is a motor.
Claims (5)
装置であって、 前記移動体が移動すべき経路の右側および左側の所定の
座標位置にはそれぞれ入射した光を入射方向と同じ方向
へ反射する第1および第2の光反射手段が設けられ、 予め定められた基準方位に対する前記移動体の進行方位
を測定するための方位測定手段、 前記移動体から光ビームを回動走査させるための回動走
査手段、 前記回動走査手段に関連して設けられ、該回動走査手段
から発射されて前記第1あるいは第2の光反射手段に反
射された光を検知するための光検知器、 前記回動走査手段の回動角度を検出するための角度検出
手段、 前記光検知器の検知出力に応答して、前記角度検出手段
から角度データを取込むためのデータ取込手段、および 前記方位測定手段によつて測定された進行方位と、前記
データ取込手段によつて取込まれた角度データとに基づ
いて、前記移動体の現在位置を演算するための演算手段
を備える、移動体の位置測定装置。(1) A device that measures the current position of a moving object using reflection of light, the device detecting the incident light at predetermined coordinate positions on the right and left sides of the path along which the moving object should travel, respectively. first and second light reflecting means that reflect in the same direction are provided; azimuth measuring means for measuring the traveling direction of the moving object with respect to a predetermined reference direction; and rotating scanning of the light beam from the moving object. a rotary scanning means for detecting light emitted from the rotary scanning means and reflected by the first or second light reflecting means, provided in association with the rotary scanning means; a detector; angle detection means for detecting the rotation angle of the rotation scanning means; data acquisition means for taking in angle data from the angle detection means in response to the detection output of the photodetector; and a calculation means for calculating the current position of the mobile object based on the traveling direction measured by the direction measurement means and the angle data taken in by the data acquisition means. Mobile object position measuring device.
を利用して方位の測定を行なうことを特徴とする、特許
請求の範囲第1項記載の移動体の位置測定装置。(2) The position measuring device for a moving body according to claim 1, wherein the azimuth measuring means measures the azimuth using reflection of light from the light reflecting means.
発射する光発射手段と、 前記光発射手段に関連して設けられ、該光発射手段から
発射されて前記第1の光反射手段に反射された光を検知
するための右側光検知器と、前記光発射手段に関連して
設けられ、該光発射手段から発射されて前記第2の光反
射手段に反射された光を検知するための左側光検知器と
、前記右側および左側光検知器の一方が前記反射光を検
知してから他方が前記反射光を検知するまでの間に前記
移動体が走行した距離を測定するための走行距離測定手
段と、 前記走行距離測定手段によって測定された走行距離と、
予め設定された前記第1および第2の光反射手段の間の
距離情報とに基づいて、予め定められた基準方位に対す
る前記移動体の進行方位を演算する角度演算手段とを含
む、特許請求の範囲第2項記載の移動体の位置測定装置
。(3) The direction measuring means is provided in association with a light emitting means that emits light in left and right directions perpendicular to the traveling direction of the moving body, and is provided in association with the light emitting means, and the direction measuring means is provided in association with the light emitting means, a right side photodetector for detecting the light reflected by the first light reflecting means; and a right side photodetector provided in association with the light emitting means to detect the light reflected by the light emitting means, the light being emitted from the light emitting means to the second light reflecting means. a left side photodetector for detecting the light reflected by the moving object; and one of the right side and left side photodetectors detects the reflected light and the moving body a mileage measuring means for measuring the distance traveled; a mileage measured by the mileage measuring means;
and angle calculation means for calculating the traveling direction of the moving object with respect to a predetermined reference direction based on preset distance information between the first and second light reflection means. A position measuring device for a moving body according to scope 2.
特許請求の範囲第1項記載の移動体の位置測定装置。(4) the direction measuring means is a gyroscope;
A position measuring device for a moving body according to claim 1.
の範囲第1項記載の移動体の位置測定装置。(5) The moving object position measuring device according to claim 1, wherein the direction measuring means is a direction magnet.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9585185A JPS61253417A (en) | 1985-05-04 | 1985-05-04 | Position-measuring apparatus for moving object |
US06/841,896 US4729660A (en) | 1985-03-22 | 1986-03-20 | Position measuring apparatus of moving vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9585185A JPS61253417A (en) | 1985-05-04 | 1985-05-04 | Position-measuring apparatus for moving object |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61253417A true JPS61253417A (en) | 1986-11-11 |
JPH0467609B2 JPH0467609B2 (en) | 1992-10-28 |
Family
ID=14148874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9585185A Granted JPS61253417A (en) | 1985-03-22 | 1985-05-04 | Position-measuring apparatus for moving object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61253417A (en) |
-
1985
- 1985-05-04 JP JP9585185A patent/JPS61253417A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0467609B2 (en) | 1992-10-28 |
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