JPH01145517A

JPH01145517A - 移動体の位置検出装置

Info

Publication number: JPH01145517A
Application number: JP62303929A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kondo; 近藤　俊雄; Kenichi Nishide; 西出　健一; Moritomo Hanawa; 守智塙; Kenji Sakai; 健次坂井; Yoshinori Ohira; 大平　義範; Yasushi Takemoto; 靖竹本; Takashi Shiokawa; 汐川　孝
Original assignee: Obayashi Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Tokyo Koku Keiki KK
Current assignee: Obayashi Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Tokyo Koku Keiki KK
Priority date: 1987-12-01
Filing date: 1987-12-01
Publication date: 1989-06-07
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JP2533785B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、入射光方向に光を反射する光反射手段を移動
体から離れた箇所に設置し、移動体から光を水平に回転
走査して出射し、光反射手段力・らの反射光を受光する
ことによって、移動体の位置と方位を検出する形式の位
置検出装置に関し、さらに詳しく言えば、光が障害物に
よって遮断されることを想定してあらかじめ光反射手段
を多数個設置し、これら多数の光反射手段のうちからｉ
Ｊな組み合わせを選択することによって移動体の位置と
方位を検出する位置検出装置に関する。

（従来の技術）工場の無人）般送車、ロボ・ノド等のような移動体の位
置と方位を検出する装置が種々提案されてし）る。

特開昭５９−６７４７６号「移動体の位置検出装置」に
は、入射光方向に光を反射する光反射手段を移動体から
離れた箇所に少なくとも３個設置し、移動体から光を水
平に回転走査して出射し。

光反射手段からの反射光を受光することによって、移動
体の位置と方位を検出する形式の位置検出装置が開示さ
れている。

また、特開昭６０−１４１１４号「移動体の位置測定方
法」には、４個のコーナキューブを四角形の頂点の位置
に配置し、演算誤差の少なくなるコーナキューブの組み
合わせを選択して移動体の位置と方位を算出する方法が
開示されている。

（発明が解決しようとする問題点）第４図に示すように、移動体２０の移動範囲２１の中に
、柱のような光をさえぎる障害物２２がある場合は、４
個のコーナキューブＪ、に、Ｌ、Ｍを設置するだけでは
、移動体の位置と方位を算出するに゛必要な最低３個の
方位角が得られない場合がある。すなわち、第４図では
、コーナキューブＪとＭからは反射光を受光できず、２
個の方位角しか得られない。

本発明の目的は、移動体の移動範囲内に光をさえぎる障
害物があっても移動体の位置と方位を検出できる位置検
出装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するために本発明による移動体の位置検
出装置は、入射光方向に光を反射する光反射手段を移動
体から離れた箇所に設置し、前記移動体から光を水平に
回転走査して出射し、前記光反射手段からの反射光を受
光することによって、前記移動体の位置と方位を検出す
る位置検出装置において、前記移動体の移動範囲の外側
に前記光反射手段を少なくとも４個設置し、前記移動範
囲を複数の領域に分割し、前記領域のそれぞれに対して
、前記移動体の位置と方位を算出するための前記光反射
手段の３個からなる可能な組み合わせを、前記移動体の
位置と方位の演算誤差が少ない順にあ°らかしめ演算手
段に記憶させておき、反射光を受光できた光反射手段の
みを含む前記組み合わせのうちから前記演算誤差の最も
少ない組み合わせを選択して前記移動体の位置と方位を
算出することを特徴とするものである。

（実施例）以下、図面等を参照して、実施例について本発明の詳細
な説明する。

第１図は、本発明による移動体の位置検出装置の実施例
において、移動体２０の移動範囲２１を示す平面図であ
る。移動範囲２１の外側には８個のコーナキューブＡ〜
Ｈが設置されている。そして、移動範囲２１は、点線で
示すように１６個の領域（エリア）に分割されている。

ただし、床面などに分割線が描かれているのではなく、
後述するコンピュータユニットの中に各エリアの座標が
記憶されているのである。

まず最初に、第２図を参照して、レーザユニ・ノド１６
の構成と、移動体２０の位置と方位を演算するためのコ
ンピュータユニット３０の構成を説明する。

レーザユニット１６のレーザダイオード１は、電流を光
に直接変換するダイオードであり、このレーザダイオー
ド１は自動光量調整回路２によって励起電流を制御して
出力光が調光されている。

レーザダイオード１から発射されるビームは、レンズ３
で平行化される。

平行ビームはロータリエンコーダ５のシャフト６内を通
って、このシャフト６の上部に取付けられたミラー７で
水平方向に向けられる。さらに円筒レンズ８で上下方向
に拡げられ出射される。

コーナキューブＡ−Ｈは、光の入射角によらず、入射方
向に光を反射させるプリズムである。

コーナキューブＡ−Ｈで反射されたビームは、ミラー９
およびミラー１０で反射し、凸レンズ１３で集光され、
フィルタ１２を介して、ホトダイオード１４で電気信号
に変換され、さらにアンプ１５で増幅される。アンプ１
５の出力は、割込制御器３２に受光信号（ａ）として入
力される。

ロータリエンコーダ５は、回転角度を検出するためのも
のであり、本体ケース１６に取付けられている。

シャフト６はモータ１８によって回転させられる。

コンピュータユニット３′０は、カウンタ３１゜割込制
御器３２．インターフェース３３．ＣＰＵ３４、ＲＯＭ
３５．ＲＡＭ３６等から構成される装置ロータリエンコーグ５からの角度信号（ｂ）は、シャフ
ト６の回転に比例して増加する信号であり、カウンタ３
１で計数される。基準信号（ｃ）は、シャフト６が１回
転する毎に発せられるゼロ信号であり、割込制御器３２
を介してカウンタ３１をリセットする。

コーナキューブＡ−Ｈの位置情報は、ホストコンピュー
タ４２によって設定され、インターフェース３３を介し
て、ＣＰＵ３４に取り込まれる。

ＣＰＵ３４は、コーナキューブＡ−Ｈの８個の位置情報
と、光が遮断されなかったコーナキューブからの角度信
号とから、後述する方法で、移動体の位置と方位を演算
し、インターフェース３３からホストコンピュータ４２
に出力する。

次に、ＲＯＭ３５に記憶されているプログラムの流れ図
（第３図）に従って、ＣＰＵ３４の動作を説明する。

ＣＰＵ３４は、イニシャライズされた後（１０Ｉ）、ホ
ストコンピュータ４２から８１ＦＭのコーナキューブＡ
−Ｈの座標が位置データとして入力される（１０２）。

送られたデータは、チエツクされ（１０３）、正常であ
れば（１０４）　、ＲＡＭ３６に記憶される。

ＣＰＵ３４には、カウンタ３１からの複数のコーナキュ
ーブの角度信号が入力される（１０６）。

すべてのコーナキューブＡ−Ｈに対して光が障害物にさ
えぎられなければ、８個の角度信号が入力されるはずで
ある。いくつかのコーナキューブに対して光がさえぎら
れれば８個未満の角度信号が入力される。

これら角度信号は、ＣＰＵ３４で内部的にチエツクされ
る（１０７）。

正常°であると判断されると（１０８）　、ＣＰＵ３４
は、前回の位置検出サイクルで得られた移動体の位置か
ら移動体が現在存在するエリアがどこであるかを認識す
る（１０９）。

エリアが決定されると、角度信号が得られているコーナ
キューブのうち最適な３個のコーナキューブ（第３図で
はＣＣと略す）の組み合わせが選択される（１１０）。

この選択方法は後に詳述する。選択された３個の角度信
号について再びデータチエツクをしく１１１）　、正常
であるか否かを判断する（１１２）。異常があれば、も
う−度選択ステップ１１０に戻るが、所定のＮ回だけ繰
り返しても異常が連続するときは（１１３）　、エラー
出力を出す（１１４）。たとえば、障害物のために２個
の角度信号しか得られなかったときはエラー出力となる
。

正常であれば、ＣＰＵ３４は、選択された３個のコーナ
キューブについて、ステップ１０２で入力されたコーナ
キューブ位置情報と、ステップ１０７で入力された角度
信号とを用いて、移動体の位置と°方位を算出しく１１
５）　、ホストコンピュータ４２に出力する（１１６）
。

以下、必要回数だけ、角度データを取り込み、前述の動
作（１０６〜１１６）を繰り返し行い、所定の作業等が
終わると全動作を終了する（１１７）。

次に、ステップ１１０におけるコーナキューブ選択方法
を詳しく説明する。第１図に戻って、８個のコーナキュ
ーブＡ−Ｈから３個を選択する場合、可能な組み合わせ
は５６通りある。これらの組み合わせを用いて移動体２
０の位置と方位を演算する場合、組み合わせによって演
算誤差が異なる。すなわち、３個のコーナキューブの形
成する三角形の中心付近に移動体２０があるときは演算
誤差が小さく、三角形の外側にあるときは演算誤差が大
きい。この点については、前述の特開昭６０−１４１１
４号に詳しく説明されている。

そこで、１６個の各エリア毎に、上述の５６通りの組み
合わせの演算誤差をあらかじめ求めておき、その演算誤
差の小さい順に５６通りの組み合わせをＲＯＭ３５に記
憶させておく。

第１図では移動体２０はエリアＲに存在しているが、こ
のことはステップ１０９で認識されている。このエリア
Ｒに対しては、コーナキューブの可能な３１［１ｉ１の
組み合わせが、演算誤差の小さい順に５６通り記憶され
ている。移動体２０がエリアＲにあるとき、たとえばコ
ーナキューブＢ、Ｅ。

Ｇの組み合わせが最も演算誤差が少なく、コーナキュー
ブＥ、　　Ｆ、　Ｇの組み合わせが最も演算誤差が大き
いときは、エリアＲに対しては、（ＢＥＧ〕〜（Ｅ　Ｆ
　Ｇ）の順番に５６通りの組み合わせを記憶させる。

しかし、障害物２２のために、コーナキューブＡ−Ｈの
すべてから角度信号が得られるわけではない。第１図で
は、コーナキューブＡ、　Ｃ，Ｄ。

Ｅ、　Ｇ、　Ｈの６個の角度信号が得られる。したがっ
て、５６通りの組み合わせのうち、この６個のコーナキ
ューブのうちの３個を含む組み合わせを、演算誤差の小
さい順番から探していくことになる。

第１図に示す場合は、コーナキューブＢが障害物２２に
さえぎられているために、組み合わせ［ＢＥＧ］は選択
できず、次に演算誤差の少ない、たとえば〔ＣＥＨ〕の
組み合わせが選択されることになる。

このようにして、移動体の存在エリアに応じて最適なコ
ーナキューブの組み合わせが選択される。

なお、上述の実施例では、８（ｆｌｉｔのコーナキュー
ブを設置しているが、最低でも４個設置すれば、３個の
コーナキューブの４通りの組み合わせが可能となり、原
理的に本発明が可能となる。実際には、障害物の状況に
応じてもっと多数のコーナキューブを設置することにな
る。また、移動体の移動領域の分割個数についても、障
害物の状況やコンピュータユニットの記憶容量などに応
じて、適当に選択することができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、光反射手段を少
なくとも４個設置して移動体の移動範囲を複数の領域に
分割し、前記領域のそれぞれに対して、反射光を受光で
きた光反射手段のみを含む３個の組み合わせのうち演算
誤差の最も少ない組み合わせを選択するようにしたので
、障害物によって光反射手段がいくつかさえぎられても
、残りの光反射手段の中から最適な３個の組み合わせを
選んで移動体の位置と方位を検出できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による移動体の位置検出装置の実施例
における、移動体の移動範囲の平面図である。第２図は、この実施例の装置のブロック図である。第３図は、この実施例の装置に使用されるＣＰＵの動作
を説明するための流れ図である。第４図は、従来の装置における第１図と同様の図である
。２０・・・移動体２１・・・移動範囲２２・・・障害物３０・・・コンピュータユニット３４・・・ＣＰｔＪ３５・・・ＲＯＭ３６・・・ＲＡＭＡ−Ｈ・・・コーナキューブＲ・・・分割された領域（エリア）特許出願人　東京航空計器株式会社三菱重工業株式会社株式会社　大林組代理人　　弁理士　　井ノロ　　壽才１図；４Ｆ３図才４図

Claims

【特許請求の範囲】

入射光方向に光を反射する光反射手段を移動体から離れ
た箇所に設置し、前記移動体から光を水平に回転走査し
て出射し、前記光反射手段からの反射光を受光すること
によって、前記移動体の位置と方位を検出する位置検出
装置において、前記移動体の移動範囲の外側に前記光反
射手段を少なくとも４個設置し、前記移動範囲を複数の
領域に分割し、前記領域のそれぞれに対して、前記移動
体の位置と方位を算出するための前記光反射手段の３個
からなる可能な組み合わせを、前記移動体の位置と方位
の演算誤差が少ない順にあらかじめ演算手段に記憶させ
ておき、反射光を受光できた光反射手段のみを含む前記
組み合わせのうちから前記演算誤差の最も少ない組み合
わせを選択して前記移動体の位置と方位を算出すること
を特徴とする移動体の位置検出装置。