JPH03199988A - 位置標定装置 - Google Patents

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、無人搬送車、移動口がット等に適用される位
置標定装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、工場ラインの自動化や危険場所への物品搬送等、
省力化や危険防止を目的とした無人搬送車の研究が盛ん
に行なわれている。現在、無人搬送車は予め走行ルート
を設定する必要があり、既定ルート外の走行が不可能な
ために自在性に欠け、任意ルートを自律走行する高機能
無人搬送車への要求が高まっている。かかる自律走行を
行うには。

走行エリア内における相対位置を認識する事が必要不可
欠である。

従来の位置標定装置は、第５図に示す様に主局１０と複
数の従局３０ｔＬ〜３０ｎから構成されておシ、主局１
０が送信電波を発射し、従局３０ＩＬ〜３０ｎからの返
信電波を受信するまでの電波の往復時間から主局１０と
従局ｓｏｂ〜３０ｎとの距離を求め、自己（主局）の位
置を算出するものである。以下装置の動作について詳述
する。

主局ＪＯにおいて、タイミング回路１ノは標定開始を決
定する回路であシ、カウンタ１２及び演算回路ノ３に接
続されている。この演算回路１３には、外部インク−７
エース１４を介して外部機器Ｊ５が接続される。上記演
算回路１３では、タイミング回路１２からのタイミング
パルスヲ受ケ、特定の従局に対応する符号化情報を変調
器１６に送る。この符号化情報は変調器１６で電波とし
て発射可能な様にアナログ波形に変調され、パワーアン
プ１７．サーキュレータ１８１送受信アンテナ１９を介
し、従局に対して発射される。サーキュレータ１８は信
号の流れを制御するもので、ノヤワーアンプ１７からの
信号はアンテナ１９へ、アンテナ１９からの信号はプリ
アンプ２０へそれぞれ出力するが、パワーアンプ１２か
らの信号はプリアンプ２０に出力されないため、送受信
信号が分離出来、アンテナ１９は送受信の兼用が可能と
なる。

従局３０龜〜３０ｎでは主局からの上記送信電波を送受
信アンテナ３１で受信し、サーキュレータ３２を介して
復調器３２に入力し、この復調器３２で符号化情報に復
調した後、デコーダ３４で符号化情報と自局のデコード
情報との比較を行う。

各従局３０ｇ〜３θｎのデコーダ３４には、予め異なる
デコード情報が割り当てられており、主局１０からの符
号化情報と一致した時、自局が選択されたと認識され符
号化情報を再び変調器３５で変調し、主局１０に対して
返信する。

主局１０では１選択した特定の従局からの返信電波をア
ンテナ１９で受信し、サーキュレータ１８、プリアンプ
２ｏを介して復調器２ノで復調した後、演算回路１３へ
出力する。演算回路１３は、返信信号を復号し、自身が
行った符号化情報と一致すれば該当の従局３０１Ｌ〜３
０ｎからの信号であると判断して標定終了のパルスをカ
ウンタ１２へ出力する。カウンタ１２では最初の標定開
始パルスと標定終了パルスとの時間を計測し、結果を再
び演算回路１３に転送する。カウンタ１２の計測時間は
、電波が主局ＪＯと従局３０ａ〜ｊＯｎとの間を往復す
る時間と電子回路の遅延時間との和であるが、電子回路
の遅延時間は予め補正出来るため１次式によシ主局−従
局間の距離が演算回路１３内部で算出される。

ここで。

ｔ：主局・従局間の距離（− １ｏ；主局・従局間の電波往復時間（ｌＩ）Ｃ：電波伝
搬速度　３　Ｘ　１０８（ｍ／ａ　）ｔ：カウンタ１２
による計測時間（ｓｌΔｔ：電子回路内部の遅延時間（
ｓｌ である。

以上第５図で説明した通シ、従来の位置標定装置は主局
が選択した従局と主局との距離を測定する事が出来る。

次に主局と複数の従局との各距離を測定する事により、
主局の位置が標定される原理を第６図を用いて説明する
。第６図は、測定エリア３６内に１例えば、３台の従局
３０１〜３０ｃをそれぞれ（！１＋３’１　）　ｅ　（
１２ｅ　Ｆ２　）　ｅ　（３：５＋７３）の位置に配し
、主局１０が（ｘ（、ｙｏ）にある場合の位置標定装置
の配置図であシ、（”１１ｙ１　）　＋（Ｘ２ａＹ２　
）　ｅ　（Ｘ５＋７３　）が既知の位置であるのに対し
ｂ　（！ｏ；７（、）は未知の被標定位置である。同５
− 図において、主局１０と各従局３０ａ〜３０ａとの距離
をｔｌ　ｚ　ｔ２　＊　ｔＭとすると、被標定位置（ｘ
ｌ）ｔｙ（１）は、各従局３０ａ〜３０ｃの位置を中心
とし、主局１０との距離を半径とする３つの円の交点で
ある。

それぞれの円を円１１円２１円３とすると、缶内の方程
式は となり、上記（２）式を解いて３つの円の交点（ｘＯ＊
　ｙに）を求めると。

となる。ここで、変数ＡＫ　＊　ＢＫｅ　Ｃ１（Ｋ＝１
　＋　２　ｅ　３　）は。

６− である。なお、従局数が３台以上の場合、（３）式の計
算を複数回行う事で被標定位置（ｘｏ＋ｙｏ）の精度が
向上する事は明白である。

以上説明した通シ、従来の位置標定装置では。

電波が主局１０を複数の従局３０ｈ〜ｓｏｎ間とを往復
する時間から各距離を求める事によシ、主局１０の位置
が標定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上記従来の位置標定装置では第４図に示す様に
主局１０と従局３０ｍとの間に障外物３７が存在した場
合１本来測距に供する直接波が障外物３７で遮断され１
反射波Ａ及び反射波Ｂ等によって測距が行なわれる事に
なり正しい距離が得られなくなる。

以上を第３図（ａｌ　、　（ｂｌ　、によシ説明する。

第３図（ｍｌは主局が送信する送信電波（送信信号）と
従局からの返信電波（返信信号）を示しており、同図（
ｂｌは、上記（ａ）の信号に対する復調器２ノの出力を
表わしている。主局・従局間に障害物が無い場合図中波
線で示した様に主局１ｏからの送信信号（直線波）に対
して、一番早タイミングｔ。（距離ｔｏに相当）で従局
からの返信信号が受信される。

しかし、主局・従局間に障害物が存在する場合、直接波
は障害物によって受信されず１反射による遅延を含んだ
タイミング１．　（距離ｔ１に相当）で従局からの返信
信号（反射波Ａ）を受信する事になる。このため１本来
ｔ。のタイミングに対してｔ、の遅延を含んだタイミン
グでは、１ｌ−１ｏの時間に相当する１、−１゜の距離
誤差が発生する事になる。

又１反射波の伝搬経路は上記以外に多数存在し。

例えば、反射波Ａとは逆の壁面からの反射によって生ず
る反射波Ｂもその１つである。しかし、いづれの場合も
１反射波Ａと同様、直接波に対して。

反射の伝搬路から決定される遅延時間を含んでおり従来
の位置標定装置では直接波が視覚的に見通し外の場合、
測距が不正確になるという問題があつた０ 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので１反射波の影
響を除外して直接波のみを測定でき、標定精度を大幅に
向上し得る位置標定装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、主局の受信部に、従局からの返信信号の振幅
を一定にするＳＴＣ（８ｓｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　Ｔ１ｍ
５Ｃｏｎｔｒｏｌ　）回路を設けると共にＳＴＣ回路の
次段に比較回路を設けて位置標定装置を構成した事を特
徴とするものである。

〔作用〕

本発明の位置標定装置は上記のように構成されているの
で、主局で受信した従局からの返信信号は、　ＳＴＣ回
路で、主局・従局面の距離による電波の減衰分を補正す
る増幅がなされた後、次段の比較回路に出力される。比
較回路は、返信信号と主局内部に設けられた基準電圧発
生器の出力とを比較するものであり、返信信号が反射波
である場合電波の減衰分に加えて反射の減衰があるため
、基９− 準電圧以下となシ、比較回路は次段の復調器に信号を出
力しない。反対に、返信信号が直接波である場合、電波
の減衰分のみであるので、基準電圧以上となり、比較回
路は次段の復調器に返信信号を出力する事になる。

〔実施例〕

以下図面を診照して本発明の一実施例な説明する。本発
明は第１図に示すように上記第５図に示した回路に対し
、主局１０に内のプリアンプ２θと復調器２１との間に
ＳＴＣ回路４１及び比較回路４２を設けると共に、この
比較回路４２に基準電圧発生回路４３から基準電圧を供
給するように構成したものである。その他は第５図の回
路と同様の構成であるので、同一部分には同一符号を符
して詳細な説明は省略する。上記ＳＴＣ回路４ノは。

送受信アンテナ１９及びプリアンプ２０を介して受信し
た各従局からの返信信号の振幅が一定となるように送信
開始からの経過時間に応じて補正し。

次段の比較回路４２へ出力する。この比較回路４２は、
ＳＴＣ回路４ノから出力される返信信号を１０− 基準電圧発生回路４３により発生した基準電圧Ｖ。

とレベル比較し、返信信号が基準電圧Ｖ。以上であった
場合に復調器２１に出力する。

次に上記８ＴＣ回路４１の動作を第２図を参照して説明
する。

第２図（ａｔはプリアンプ２０の出力信号、同図（ｂｌ
はＳＴＣ回路４〕を通した場合の信号、同図ｆｃｌはＳ
ＴＣ回路４１の特性である利得の時間変化、同図（ｄｉ
は電波伝搬の距離減衰を表わしている。伝搬路上に障害
物が無い場合、電波の伝搬特性は次式で表わされる様に
、伝搬距離、即ち送信開始からの経過時間の２乗に比例
して減衰が起こ′６（第２図（ｄ））。

４πｒ ＬＰ　＝（７）２（４） ここで。

Ｌ、： γ： よって。

自由空間での減衰量 伝搬距離　＋ｍ３ 波長　　　（− 電波の伝搬特性のため。

主局１ ＯＡで 受信する従局からの返信信号は、第２図（ａ）に示す通
り経過時間が短い時（主局・従局間距離が短い時）の返
信信号Ａ１の振幅は大きく、経過時間が長い時（主局・
従局間距離が長い時）の返信信号Ａ３の振幅は小さくな
る。このため第２図［ｅｌに示す様に経過時間に伴い８
ＴＣ回路４１の増幅器の利得を大きくすれば、電波の伝
搬特性による減衰量（（４）式）を補正出来、同図ｆｂ
ｌの様に経過時間に依存せず返信信号（Ｂ１〜ＢＪ）の
振幅は一定になる。

上記の様に構成された位置標定装置においては。

第３図に示す通シ、主局・従局間に障害物が存在しない
場合の直接波は、ＳＴＣ回路４ノによって主局・従局間
の距離に依らず一定振幅Ｖとなシ、基準電圧発生器４３
の基準電圧Ｖ。が一定振幅Ｖよシ低く設定されているた
め、比較回路４２は返信信号（直接波）を後段の復調器
２１へ出力する。

一方、主局・従局間に障害物が存在する場合。

反射波Ａ及び反射波Ｂは、　ＳＴＣ回路４ノの増幅によ
って補正される電波の伝搬特性の減衰量に加えて１反射
による減衰が発生するため、比較回路４２に入力される
信号の振幅は基準電圧Ｖ。以下となシ、比較回路４２け
後段の復調器２１に返信信号（反射波Ａ及び反射波Ｂ）
を出力しない。

そして、上記比較回路４２から出力される信号が復調器
２ノを介して演算回路１３へ送られ、主局１０にの標定
処理が行なわれる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に１本発明によれば、８７０回路と比較
回路によシ反射波の影響を除外して直接波のみを距離測
定に供する事ができ、これに伴い距離測定の誤差を低減
して標定精度を大幅た改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る位置標定装置の回路図
、第２図は本発明の特徴をなす８７０回路の動作を説明
するための図、第３図は本発明の効果を表わす送受信動
作を説明するための信号波形図、第４図は主局・従局間
に障害物が存在する場合の装置の配置図、第５図は従来
の位置標定装置１３− を示す回路図、第６図は位置標定装置による標定原理図
である。 １０ｋ・・・主局、１１・・・タイミング回路、１２・
・・カウンタ、１３・・・演算回路、Ｊ４・・・外部イ
ンターフェース、１５・・・外部機器、１７・・・パワ
ーアンプ。 １８・・・サーキュレータ、１９・・・送受信アンテナ
。 ２０・・・プリアンプ、４１・・・８７０回路、４２・
・・比較回路、４３・・・基準電圧発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主局から複数の従局に送信電波を発射し、この電波発射
   時より各従局からの返信電波を受信するまでの電波の往
   復時間から主局と従局との距離を求めて主局の位置を標
   定する位置標定装置において、主局の受信部に設けられ
   、各従局からの返信信号の振幅が一定となるように送信
   開始からの経過時間に応じて補正する補正手段と、この
   手段により補正された返信信号のレベルと基準電圧とを
   比較し、基準電圧以上の場合に上記返信信号を出力する
   比較回路と、この比較回路から出力される返信信号に基
   づいて主局の位置を標定する手段とを具備したことを特
   徴とする位置標定装置。