JPH01150914A - 無人作業車のティーチング方法 - Google Patents
無人作業車のティーチング方法Info
- Publication number
- JPH01150914A JPH01150914A JP62309803A JP30980387A JPH01150914A JP H01150914 A JPH01150914 A JP H01150914A JP 62309803 A JP62309803 A JP 62309803A JP 30980387 A JP30980387 A JP 30980387A JP H01150914 A JPH01150914 A JP H01150914A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- working vehicle
- unmanned
- distance
- unmanned working
- Prior art date
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- Pending
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (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。
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、所定の作業を無人で行う無人作業車のティー
チング方法に関するものである。
チング方法に関するものである。
従来の技術
近年、無人作業車はファクトリ−・オートメーションに
使用されるのみならず、サービス分野や屋外の特殊用途
などでますます使用されるようになってきており、より
容易なティーチング方法が望まれている。
使用されるのみならず、サービス分野や屋外の特殊用途
などでますます使用されるようになってきており、より
容易なティーチング方法が望まれている。
従来の無人作業車のティーチング方法の一例について説
明する。
明する。
無人作業車に作業領域を教え込ませるのに、従来は、(
1)テンキー等により作業領域の座標や、ポイントを入
力したり、(2)デイスプレィをペンなどでデジタイズ
することにより、(3)予め無人作業車を移動させて、
エンコーダー、ジャイロ等の内界センサー(たとえば特
開昭58−141706号公報、特開昭58−1442
14号公報)あるいは外界補助手段によりポイントをテ
ィーチングすることにより作業領域を教えていた。すな
わちティーチング・プレイバンク方式を採用していた。
1)テンキー等により作業領域の座標や、ポイントを入
力したり、(2)デイスプレィをペンなどでデジタイズ
することにより、(3)予め無人作業車を移動させて、
エンコーダー、ジャイロ等の内界センサー(たとえば特
開昭58−141706号公報、特開昭58−1442
14号公報)あるいは外界補助手段によりポイントをテ
ィーチングすることにより作業領域を教えていた。すな
わちティーチング・プレイバンク方式を採用していた。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記(1)のような構成では、座標や、ポ
イントが既知でなければならない。また入力の煩わしさ
を有する。(2)のような構成では、同様に座標や、ポ
イントが既知でなければならない、また装置がおおがか
りになり、無人作業車ごとに搭載するにはコストがかか
り過ぎる。(3)は教示に手間がかかり、また作業領域
変更の度に人がティーチングし直さなければならないと
いう問題点を有していた。
イントが既知でなければならない。また入力の煩わしさ
を有する。(2)のような構成では、同様に座標や、ポ
イントが既知でなければならない、また装置がおおがか
りになり、無人作業車ごとに搭載するにはコストがかか
り過ぎる。(3)は教示に手間がかかり、また作業領域
変更の度に人がティーチングし直さなければならないと
いう問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、簡単な構成で、人手を介さ
ずに作業領域を教示したり、変更することができる無人
作業車のティーチング方法を提供するものである。
ずに作業領域を教示したり、変更することができる無人
作業車のティーチング方法を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の無人作業車は、無
人作業車の作業領域内あるいは作業領域外に光反射装置
を設置し、無人作業車上のレーザースキャン装置と受光
装置により光反射装置からの光を検知し、無人作業車と
光反射装置との距離検知手段と、無人作業車の進行方向
と光反射装置との角度検知手段とにより、最も近距離に
設置された上記光反射装置に向かって順次移動したり、
あるいは無人作業車の進行方向から反時計方向あるいは
時計方向で最も偏角の小さい上記光反射装置に向かって
順次移動するように上記無人作業車の駆動装置を制御す
る制御装置を備えたものである。
人作業車の作業領域内あるいは作業領域外に光反射装置
を設置し、無人作業車上のレーザースキャン装置と受光
装置により光反射装置からの光を検知し、無人作業車と
光反射装置との距離検知手段と、無人作業車の進行方向
と光反射装置との角度検知手段とにより、最も近距離に
設置された上記光反射装置に向かって順次移動したり、
あるいは無人作業車の進行方向から反時計方向あるいは
時計方向で最も偏角の小さい上記光反射装置に向かって
順次移動するように上記無人作業車の駆動装置を制御す
る制御装置を備えたものである。
作用
本発明は上記した構成によって、簡単な構成で人手を介
さずに作業領域を教示したり、変更することができる無
人作業車のティーチング方法を提供することとなる。
さずに作業領域を教示したり、変更することができる無
人作業車のティーチング方法を提供することとなる。
実施例
以下本発明の一実施例の無人作業車のティーチング方法
について、図面を参照にしながら説明する。
について、図面を参照にしながら説明する。
第1図は、本発明の作業領域の外観図、第2図は、無人
作業車の構成図、第3図は本発明の一実施例を採用した
外周のティーチング方式を示すものである。第1図にお
いて、1は無人作業車、2は半導体レーザー、3は半導
体レーザーのドライバー、4は光発射手段、5は発射光
、6はビームスプリッタ−17はスキャン装置、8はミ
ラー、9はモーター、10はベルト、1)はプーリー、
12は回転角検知手段、13はエンコーダー、14はカ
ンプリング、15は出射光、16は光反射装置、17は
反射光、18は受光素子、19は受光装置、20は距離
検知手段、21は制御装置、22は駆動装置、23は作
業領域である。
作業車の構成図、第3図は本発明の一実施例を採用した
外周のティーチング方式を示すものである。第1図にお
いて、1は無人作業車、2は半導体レーザー、3は半導
体レーザーのドライバー、4は光発射手段、5は発射光
、6はビームスプリッタ−17はスキャン装置、8はミ
ラー、9はモーター、10はベルト、1)はプーリー、
12は回転角検知手段、13はエンコーダー、14はカ
ンプリング、15は出射光、16は光反射装置、17は
反射光、18は受光素子、19は受光装置、20は距離
検知手段、21は制御装置、22は駆動装置、23は作
業領域である。
以上のように構成された無人作業車について、まずその
基本構成要素の動作を説明する。
基本構成要素の動作を説明する。
無人作業車1上に搭載された半導体レーザー2とそのド
ライブ部3より構成された光発射手段4により発射され
た光5はビームスプリッタ−6を透過し、スキャン装置
7の一部である回転しているミラー8に入射する。この
スキャン装置7はたとえば、モーター9によりベルトI
Oやプーリー1)を介してミラー8を回転させることに
よって、半導体レーザー2より発射した光5は外界に向
かって360度振6れる。ここで回転角検知手段12と
してエンコーダー13がモーター9とカップリング14
をとうして連動し、モーターの回転角を検知することが
できる。外界に発射された光の一部15は光反射装置1
6で反射される。そして発射方向に戻ってきた光17は
ミラー8を介しビームスプリンター6により今度は反射
されて(すべて反射されるわけでは無い)受光素子1日
に入射する。ここで光反射装置以外の方向に向かって発
射された光は受光素子に戻ってこない。そして戻ってき
た光(反射光16)は受光袋W19内の増幅回路等で増
幅されたり、フィルタリングされる。(ここで、コリメ
ーターレンズ、収光レンズ系およびフィルター、個々の
部品の保持機構などは、省略した。)ここで、受光装置
19がらの出力信号より距離を検知する距離検知手段2
0については、たとえば次の方法がある。受光素子18
が反射光17を受光する時間は無人作業車1と光反射装
置16との距離に反比例する。ゆえに入射している時間
をクロックパルスにより計数したり、発射光か変調され
ている場合などには、入射パルス自体をカウントする回
路等により受光時間を測定することにより無人作業車1
と光反射装置15との距離が解る。また受光量は同様に
無人作業車1と光反射装置16との距離に反比例する。
ライブ部3より構成された光発射手段4により発射され
た光5はビームスプリッタ−6を透過し、スキャン装置
7の一部である回転しているミラー8に入射する。この
スキャン装置7はたとえば、モーター9によりベルトI
Oやプーリー1)を介してミラー8を回転させることに
よって、半導体レーザー2より発射した光5は外界に向
かって360度振6れる。ここで回転角検知手段12と
してエンコーダー13がモーター9とカップリング14
をとうして連動し、モーターの回転角を検知することが
できる。外界に発射された光の一部15は光反射装置1
6で反射される。そして発射方向に戻ってきた光17は
ミラー8を介しビームスプリンター6により今度は反射
されて(すべて反射されるわけでは無い)受光素子1日
に入射する。ここで光反射装置以外の方向に向かって発
射された光は受光素子に戻ってこない。そして戻ってき
た光(反射光16)は受光袋W19内の増幅回路等で増
幅されたり、フィルタリングされる。(ここで、コリメ
ーターレンズ、収光レンズ系およびフィルター、個々の
部品の保持機構などは、省略した。)ここで、受光装置
19がらの出力信号より距離を検知する距離検知手段2
0については、たとえば次の方法がある。受光素子18
が反射光17を受光する時間は無人作業車1と光反射装
置16との距離に反比例する。ゆえに入射している時間
をクロックパルスにより計数したり、発射光か変調され
ている場合などには、入射パルス自体をカウントする回
路等により受光時間を測定することにより無人作業車1
と光反射装置15との距離が解る。また受光量は同様に
無人作業車1と光反射装置16との距離に反比例する。
そして受光装置19からの出力信号をA/D変換等を行
なうことにより受光強度を検知することにより同様に距
離が検知できる。そして制御装置21が回転角検知手段
12や距離検知手段20からの信号を判断して駆動装置
22を制御することで作業領域23の外周を順次移動す
るように無人作業車を制御することにより、ティーチン
グを行なう。 以上のような構成の無人作業車について
以下そのティーチング方法について説明する。
なうことにより受光強度を検知することにより同様に距
離が検知できる。そして制御装置21が回転角検知手段
12や距離検知手段20からの信号を判断して駆動装置
22を制御することで作業領域23の外周を順次移動す
るように無人作業車を制御することにより、ティーチン
グを行なう。 以上のような構成の無人作業車について
以下そのティーチング方法について説明する。
第3図に示すような作業領域23において、制御装置2
1により複数の信号の内で距離が最も近い信号を検出す
る。ここで、信号を判断し制御すい信号を検出する。こ
こで、信号を判断し制御する制御装置21は−1すべて
ハード回路で構成しても、CPU (中央演算処理装置
)とプログラムで構成してもどちらでも良い。そしてそ
の制御装置21は最も近距離に設置された光反射装置f
15に向かって順番に移動させるように駆動装置22を
制御する。すなわち第3図のD点に無人作業車1が到達
した場合量も近距離であるE地点の光反射装置16に向
かって移動して行く。同様の制御で移動操作をおこなう
ことによって作業領域23の外周をティーチングするこ
とができる。ここでは無人搬送車1はいままで移動して
きた方向に後戻りしないように制御装置21によって制
御されているものとする。
1により複数の信号の内で距離が最も近い信号を検出す
る。ここで、信号を判断し制御すい信号を検出する。こ
こで、信号を判断し制御する制御装置21は−1すべて
ハード回路で構成しても、CPU (中央演算処理装置
)とプログラムで構成してもどちらでも良い。そしてそ
の制御装置21は最も近距離に設置された光反射装置f
15に向かって順番に移動させるように駆動装置22を
制御する。すなわち第3図のD点に無人作業車1が到達
した場合量も近距離であるE地点の光反射装置16に向
かって移動して行く。同様の制御で移動操作をおこなう
ことによって作業領域23の外周をティーチングするこ
とができる。ここでは無人搬送車1はいままで移動して
きた方向に後戻りしないように制御装置21によって制
御されているものとする。
以下本発明の複数の実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
同様に第4図に示す作業領域23において、回転角検知
手段12は受光素子1日が光を検出する時の進行方向か
らの回転角(別にどこに原点においても良い、)をエン
コーダー13等によって検出する。そして制御装置1t
21は、進行方向から反時計方向で最も偏角の小さい光
反射装置16に向かうように駆動装置を制御する。すな
わち第4図のD点に無人作業車lが到達した場合進行方
向から反時計方向で最も偏角の小さいE点(θ9くθ8
であるので)の光反射装置16に向かって移動して行く
、同様の制御で移動操作をおこなうことによって作業領
域23の外周をティーチングすることができる0図にお
いて矢印は無人移動車の移動経路24を示す。
手段12は受光素子1日が光を検出する時の進行方向か
らの回転角(別にどこに原点においても良い、)をエン
コーダー13等によって検出する。そして制御装置1t
21は、進行方向から反時計方向で最も偏角の小さい光
反射装置16に向かうように駆動装置を制御する。すな
わち第4図のD点に無人作業車lが到達した場合進行方
向から反時計方向で最も偏角の小さいE点(θ9くθ8
であるので)の光反射装置16に向かって移動して行く
、同様の制御で移動操作をおこなうことによって作業領
域23の外周をティーチングすることができる0図にお
いて矢印は無人移動車の移動経路24を示す。
次に第5図のような場合について考察する。無人搬送車
1がA点より出発してB点、0点を通過してD点に到達
したとする。ここで、D点から最も近距離にある点はB
点となり外周をティーチングすることが不可能となる。
1がA点より出発してB点、0点を通過してD点に到達
したとする。ここで、D点から最も近距離にある点はB
点となり外周をティーチングすることが不可能となる。
また進行方向から反時計方向に最も偏角の小さい光反射
袋ff16に向かう場合においてもに1の位置に無人作
業車1を置くと外周に沿ってティーチングすることがで
きるかに2の位置に無人作業車を置くと外周に沿ってテ
ィーチングすることができない。すなわち距離検知手段
20や回転角検知手段12では第5図のような作業領域
23では上述したような人為的な操作を行なわないとテ
ィーチングできない、これらは第6図にしめすように第
5図と全く同じ位置に光反射装置16が設置されていて
も作業領域23を一様に定義できないことからも明らか
である。
袋ff16に向かう場合においてもに1の位置に無人作
業車1を置くと外周に沿ってティーチングすることがで
きるかに2の位置に無人作業車を置くと外周に沿ってテ
ィーチングすることができない。すなわち距離検知手段
20や回転角検知手段12では第5図のような作業領域
23では上述したような人為的な操作を行なわないとテ
ィーチングできない、これらは第6図にしめすように第
5図と全く同じ位置に光反射装置16が設置されていて
も作業領域23を一様に定義できないことからも明らか
である。
さらに、第7図に示すように外周からある一定距離離れ
た外周の内側(外側でも同様に適用できる)の経路を移
動させる場合について述べる。無人作業車1と光反射装
置I6との距離をし、無人作業車1の進行方向と向かっ
ている光反射装置15との角度θ、外周から無人作業車
1の中心までの距離をAとすると、θ=SINセ (A
/L)となるように8を制御することにより容易に移動
させることができる。この方法はたとえば光反射装置1
6の設置されている位置によらず任意にAを選択するこ
とにより、作業M域23を自由に選択することができる
。また光反射装置16がなんらかの方法で保持されてい
る場合にはその保持台を避けて作業領域23を選択する
ことが可能となる。
た外周の内側(外側でも同様に適用できる)の経路を移
動させる場合について述べる。無人作業車1と光反射装
置I6との距離をし、無人作業車1の進行方向と向かっ
ている光反射装置15との角度θ、外周から無人作業車
1の中心までの距離をAとすると、θ=SINセ (A
/L)となるように8を制御することにより容易に移動
させることができる。この方法はたとえば光反射装置1
6の設置されている位置によらず任意にAを選択するこ
とにより、作業M域23を自由に選択することができる
。また光反射装置16がなんらかの方法で保持されてい
る場合にはその保持台を避けて作業領域23を選択する
ことが可能となる。
またさらに第8図に示すように光反射装置16の光を反
射できる入射光の入射角の範囲25が小さいことを利用
して光が戻ってくる方向に順次移動するようにすること
によって第5図のような作業領域23もにおいてしても
ティーチングすることができる。
射できる入射光の入射角の範囲25が小さいことを利用
して光が戻ってくる方向に順次移動するようにすること
によって第5図のような作業領域23もにおいてしても
ティーチングすることができる。
発明の効果
以上のように本実施例によれば、無人作業車の作業領域
内あるいは作業領域外に光反射装置を設置し、無人作業
車上のレーザースキャン装置と受光装置により光反射装
置からの光を検知し、無人作業車の光反射装置との距離
検知手段と、無人作業車の進行方向と光反射装置との角
度検知手段とにより、最も近距離に設置された上記光反
射装置に向かって順次移動したり、あるいは無人作業車
の進行方向から反時計方向あるいは時計方向で最も偏角
の小さい上記光反射装置に向かって順次移動するように
上記無人作業車の駆動装置を制御する制御装置とを設け
ることにより、簡単な構成で容易に作業領域を教示した
り、また光反射装置の設置場所を変更することで作業領
域を容易に変更することができる作業領域の外周のティ
ーチングすることができる。
内あるいは作業領域外に光反射装置を設置し、無人作業
車上のレーザースキャン装置と受光装置により光反射装
置からの光を検知し、無人作業車の光反射装置との距離
検知手段と、無人作業車の進行方向と光反射装置との角
度検知手段とにより、最も近距離に設置された上記光反
射装置に向かって順次移動したり、あるいは無人作業車
の進行方向から反時計方向あるいは時計方向で最も偏角
の小さい上記光反射装置に向かって順次移動するように
上記無人作業車の駆動装置を制御する制御装置とを設け
ることにより、簡単な構成で容易に作業領域を教示した
り、また光反射装置の設置場所を変更することで作業領
域を容易に変更することができる作業領域の外周のティ
ーチングすることができる。
第1図は本発明の作業領域の外観図、第2図は無人作業
車の構成図、第3図は本発明の一実施例を採用した外周
のティーチング方式を示す説明図、第4図〜第8図は本
発明の他の一実施例を採用した外周のティーチング方式
を示す説明図である。 l・・・・・・無人作業車、4・・・・・・光発射手段
、7・・・・・・スキャン装置、12・・・・・・回転
角検知手段、16・・・・・・光反射装置、19・・・
・・・受光装置、2o・旧・・距離検知手段、21・・
・・・・制御装置、22・・・・・・駆動装置、23・
・・・・・作業領域、25・・・・・・光を反射できる
入射光の入射角の範囲。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はが1名第 1
図 イーーー粥え
4煤阜15J1−−−よ射光2り射光 rr−−−−)6.y鉋jJ! #−−作を曖戚 24−−一教勧纂絡 4− 先12−約1授 5−°°を1jfも 6−°°ピー2χ7°リプタ− q−−−モー9− 1G−= 1暑ルL +1=7−リー +4−−6.ノア2ソン7′
車の構成図、第3図は本発明の一実施例を採用した外周
のティーチング方式を示す説明図、第4図〜第8図は本
発明の他の一実施例を採用した外周のティーチング方式
を示す説明図である。 l・・・・・・無人作業車、4・・・・・・光発射手段
、7・・・・・・スキャン装置、12・・・・・・回転
角検知手段、16・・・・・・光反射装置、19・・・
・・・受光装置、2o・旧・・距離検知手段、21・・
・・・・制御装置、22・・・・・・駆動装置、23・
・・・・・作業領域、25・・・・・・光を反射できる
入射光の入射角の範囲。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はが1名第 1
図 イーーー粥え
4煤阜15J1−−−よ射光2り射光 rr−−−−)6.y鉋jJ! #−−作を曖戚 24−−一教勧纂絡 4− 先12−約1授 5−°°を1jfも 6−°°ピー2χ7°リプタ− q−−−モー9− 1G−= 1暑ルL +1=7−リー +4−−6.ノア2ソン7′
Claims (4)
- (1)無人作業車の作業領域内あるいは作業領域外に設
置されている光の入射方向と正反対の方向に光を反射す
る光反射装置と、上記無人作業車上に設けられた光発射
手段より発射されたレーザー等の光を外界に向かって走
査するスキャン装置と、上記無人作業車上に設けられた
上記レーザー光を受光する受光装置と、上記受光装置に
より検出された受光パルスの入射している間隔をクロッ
クパルス等で計数する回路等により受光時間を測定する
ことにより、あるいは受光素子の出力信号をA/D変換
等を行なうことにより受光強度を検知することにより、
上記無人作業車と上記光反射装置との距離を検知する距
離検知手段と、上記無人作業車を移動させる駆動装置と
、上記距離検知手段の複数の検出信号を判断し上記無人
作業車から最も近距離に設置された上記光反射装置に向
かって順次移動するように上記無人作業車の駆動装置を
制御する制御装置とにより、作業領域の外周を教えるこ
とう特徴とする無人作業車のティーチング方法。 - (2)制御装置がスキャン装置の回転角を検知するエン
コーダー等の回転角検知手段と、受光素子が光反射装置
からの反射光を検出する時の上記回転角検知手段から検
出される信号のうち進行方向から反時計方向あるいは時
計方向に最も偏角の小さい上記光反射装置に向かって順
次移動するように上記無人作業車の駆動装置を制御する
ことにより、作業領域の外周を教えることを特徴とする
特許請求の範囲第(1)項記載の無人作業車のティーチ
ング方法。 - (3)制御装置が受光素子の出力信号をA/D変換等を
行なうことにより受光強度を検知することにより、ある
いは受光パルスの入射している間隔をクロックパルス等
で計数する回路等により受光時間を測定することにより
無人作業車と上記光反射装置との距離を検知する距離検
知手段と、スキャン装置の回転角を検知するエンコーダ
ー等の回転角検知手段と、上記距離検知手段の検出信号
のうちで上記無人作業車から最も近距離に設置された上
記光反射装置とその距離を検知し、上記回転角検知手段
により上記無人搬送車と上記光反射装置との角度を検知
し上記検出距離と上記検出角度等を計算し上記無人作業
車の駆動装置を制御することにより、上記光反射装置間
からある一定距離離れた作業領域を教えることを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項記載の無人作業車のティ
ーチング方法。 - (4)制御装置がスキャン装置の回転角を検知するエン
コーダー等の回転角検知手段と、受光素子が光反射装置
からの反射光を検出する時の上記回転角検知手段から検
出される信号のうち進行方向から最も偏角の小さい上記
光反射装置に向かって順次移動するように上記無人作業
車の駆動装置を制御し、光反射装置が光を反射できる入
射光の入射角の範囲の小さいことを特徴とする特許請求
の範囲第(1)項記載の無人作業車のティーチング方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62309803A JPH01150914A (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 無人作業車のティーチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62309803A JPH01150914A (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 無人作業車のティーチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150914A true JPH01150914A (ja) | 1989-06-13 |
Family
ID=17997431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62309803A Pending JPH01150914A (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 無人作業車のティーチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01150914A (ja) |
-
1987
- 1987-12-08 JP JP62309803A patent/JPH01150914A/ja active Pending
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