JPH0546238A - 作業車誘導用のビーム光追尾装置 - Google Patents

作業車誘導用のビーム光追尾装置

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JPH0546238A
JPH0546238A JP3199023A JP19902391A JPH0546238A JP H0546238 A JPH0546238 A JP H0546238A JP 3199023 A JP3199023 A JP 3199023A JP 19902391 A JP19902391 A JP 19902391A JP H0546238 A JPH0546238 A JP H0546238A
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Koji Yoshikawa
浩司 吉川
Ryozo Kuroiwa
良三 黒岩
Kazuo Uchikoshi
一夫 打越
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 互いに平行な複数の作業行程の横側方から投
射される誘導用のビーム光の方向に、作業車に取り付け
られた受光器の向きを追尾させる作業車誘導用のビーム
光追尾装置において、1個の受光器で簡易的に前記方向
角を検出できるようにすること。 【構成】 ビーム光投射装置が、設定速度で繰り返し往
復走査する。そして、受光器S1,S2が受光する受光
時間間隔に基づいて前記方向角を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに平行な複数の作
業行程の横側方から誘導用のビーム光を作業車の横幅方
向に投射するビーム光投射手段が設けられ、前記作業車
に、前記ビーム光を受光する受光手段と、その受光手段
の情報に基づいて前記受光手段の前記ビーム光投射手段
の設置位置に対する方向を検出する方向検出手段と、そ
の方向検出手段の情報に基づいて前記受光手段の向きを
前記方向に誘導する制御手段とが設けられている作業車
誘導用のビーム光追尾装置に関する。
【0002】
【従来の技術】受光手段のビーム光投射手段の設置位置
に対する方向を検出する手順については、本出願人が特
開平2−53113号公報(以下、従来例という)で開
示している。図7及び図8を参照して説明を加えると、
前記方向としての方向角φ1、φ2を図8のように設定
する。ところで、ビーム光投射手段2は、回転軸芯の異
なる2本のビーム光を同期して、1方向に回転走査する
ように構成されていた。方向角φ1、φ2を求める手順
は、以下の通りである。先ず、2本のビーム光の受光位
置の間隔から受光手段S1,S2の作業車Vの横幅方向
での前記設置位置Pに対する距離W1,W2を求める。
そして、ビーム光投射手段2の設置位置Pにおける両受
光手段S1,S2がなす角度αは数1で、前記設置位置
Pにおける一方の受光手段S1と横壁1とがなす角度θ
1は数2で、前記設置位置Pにおける他方の受光手段S
2と横壁1とがなす角度θ2(=θ1+α)は数3で夫
々求めることができる。
【0003】
【数1】α=ω×t
【0004】
【数2】tanθ1=W1/L
【0005】
【数3】tan(θ1+α)=W2/(LーM)
【0006】
【数4】 (W1/L+tanα)/(1−tanα×W1/L)=W2/(L−M)
【0007】尚、Lは受光手段S1の作業車Vの前後方
向での前記設置位置Pに対する距離、Mは作業車Vの前
後方向での両受光手段S1,S2間の距離,ωはビーム
光の走査角速度、tは一方がビーム光を受光してから他
方が受光するまでの時間差である。ここで、角度θ1,
θ2を特定するためには距離Lを特定する必要がある。
又、距離Lを特定するには、数4を解く必要がある。数
4は数3に数2を代入して得られる。さらに、前記角度
θ1,θ2と、作業行程に対する作業車Vの傾きγとに
基づいて前記方向角φ1、φ2を求めることができる。
尚、詳述はしないが、距離Mや傾きγは両受光手段S
1,S2の間隔やビーム光の受光位置に基づいて求める
ことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術で前記方
向角を求めるためには、一対の受光手段を必ず同じビー
ム光投射手段に向ける必要がある。ところで、図7に示
すように、作業車の進行方向に現在作業中と別の作業エ
リアがある場合には、別の作業エリアのビーム光投射手
段のビーム光を利用して作業行程の終端を検出すること
がある。つまり、別の作業エリアに対して設定距離内に
接近すると前方側の受光手段を別の作業エリアのビーム
光投射手段の方向に向けて、そのビーム光投射手段の設
置位置に対する距離を検出することにより作業行程の終
端を検出するのである(特願平2−119377号参
照)。この場合、受光手段を異なるビーム光投射手段に
向けているので、上記従来技術では、前記方向角を求め
ることができない。本発明の目的は、上記従来欠点を解
消して、上記のような場合にも1個の受光手段で簡易的
に前記方向角を検出できる作業車誘導用のビーム光追尾
装置を得る点にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による作業車誘導用のビーム光追尾装置の特
徴構成は、前記ビーム光投射手段が、設定速度で繰り返
し往復走査するように構成され、前記方向検出手段は、
前記受光手段が受光する受光時間間隔に基づいて前記方
向を検出するように構成されていることである。
【0010】
【作用】ビーム光を往復走査するには、例えば、図5の
てこクランク機構を用いることができる。つまり、リン
クR1を時計回りに等速回転させてリンクR3を往復角
運動させると共に、ビーム光投射手段がリンクR3の長
手方向にビーム光を投射している。受光手段S1が点Q
で受光するとき、リンクR3が時計回りのときに受光し
てから反時計回りに反転して受光するまでの受光時間間
隔は、角度βに比例する。このときのリンクR3とリン
クR4のなす角度θは下記のようにして求めることがで
きる。尚、各リンクR1,R2,R3,R4の長さを夫
々r1,r2,r3,r4、又、ac間の長さをXとす
る。先ず、△abcから数5が成立するから、ac間の
長さXを算出できる。
【0011】
【数5】 r22 =X2 +r12 −2×X×r1×cos(β/2)
【0012】次に、△acdから数6が成立するから、
長さXを代入して角度θを求めることができる。
【0013】
【数6】 X2 =r32 +r42 −2×r3×r4×cosθ
【0014】角度θは、設置位置における受光手段と横
壁1とがなす角度に対応する。そして、作業行程に対す
る作業車の傾きγと前記角度θから、前記方向角φを求
めることができる。尚、ここでは、前記傾きγを一定と
している。
【0015】
【発明の効果】1個の受光手段が受光する受光時間間隔
から前記方向角φを求めることができるので、一対の受
光手段を同じビーム光投射手段に向けていないときにも
前記方向角を求めることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を清掃用の作業車の誘導設備に
適用した場合における実施例を図面に基づいて説明す
る。図7に示すように、ビル等の通路が、通路長手方向
に沿って互いに平行な複数の作業行程を一つの作業エリ
アとして、複数個の作業エリアに区画されている。各作
業行程における作業車Vの横幅方向の中心を通る通路長
手方向に向かう仮想直線を各作業行程における走行軌跡
として設定し、作業車Vを前記走行軌跡に沿って自動走
行させる。又、各作業行程の端部に達するに伴って、作
業車Vをターンさせて次の作業行程に移動させるように
なっている。そして、隣接する作業エリア間に順次移動
させることで、異なる作業エリアにも自動的に移動でき
るようになっている。通路長手方向に沿う横壁1に、2
本の誘導用のビーム光を作業車Vの横幅方向に投射し、
且つ、作業車Vの前後方向に沿って走査するビーム光投
射手段としての投射装置2が設けられ、そのビーム光を
受光する受光手段としての受光器S1,S2が、作業車
Vの上部に前後一対設けられている。
【0017】投射装置2は、図6に示すように、床面に
平行な方向な基準ビーム光と、基準ビーム光よりやや下
向きの比較ビーム光とを投射するために2個の走査部3
を備えている。走査部3について説明を加えると、半導
体レーザを利用してビーム光を下方に発射する光源4
と、夫々のビーム光発射方向に沿う縦軸芯Y1,Y2回
りに往復回動される反射鏡5とを備えている。基準ビー
ム光に対応する縦軸芯Y1は鉛直方向に、比較ビーム光
に対応する縦軸芯Y2は鉛直方向と設定角をなす方向に
夫々沿っている。尚、両反射鏡5は、1個のモータM
1,M2にて同期駆動されるようになっている。つま
り、基準ビーム光と比較ビーム光は、夫々前記縦軸芯Y
1,Y2回りに往復走査されるようになっており、作業
車Vと投射装置2を設置した横壁1との距離が大なるほ
ど、基準ビーム光と比較ビーム光との上下方向での受光
間隔が大なるようになっている。各反射鏡5を往復回動
する構成は、図5のてこクランク機構を用いている。つ
まり、リンクR1を時計回りに等速回転させてリンクR
3を往復角運動させる。反射鏡5は、リンクR3の始端
部に設けられてリンクR3の長手方向にビーム光を反射
する。もって、ビーム光を前記縦軸芯Y1,Y2と交差
する方向に往復走査させるのである。
【0018】受光器S1,S2の夫々は、その受光面が
上下方向に長くなるように形成されている。つまり、作
業車Vと投射装置2を設置した横壁1との距離が大なる
ほど、基準ビーム光と比較ビーム光との上下方向での受
光間隔が大なるようになっている。又、受光器S1,S
2の夫々は、上下軸芯回りに旋回自在に取り付けられ、
その受光面が投射装置2を向くように制御されることに
なる。
【0019】次に、受光器S1,S2の投射装置2の設
置位置Pに対する方向角を検出すると共に、受光器S
1,S2の向きを前記方向角に誘導する構成について説
明する。図1に示すように、マイクロコンピュータ利用
の制御装置Hが設けられ、その制御装置Hに受光器S
1,S2、及びそれら受光器S1,S2夫々の向きを検
出するエンコーダS3,S4の夫々が接続されている。
そして、制御装置Hは、予め設定記憶された情報及び各
種の入力情報に基づいて、前記方向角を検出すると共
に、受光器S1,S2夫々を旋回させるモータM1,M
2を受光器S1,S2の向きが前記方向角に一致するべ
く作動させるように構成されている。即ち、制御装置H
を利用して方向検出手段100と制御手段101とが構
成されている。
【0020】ところで、方向角の検出には、通常モード
とエンドモードとがある。通常モードでは、従来例と同
様に、先ず両受光器S1,S2がなす角度αを求める。
次に数2乃至数4に基づいて受光器S1,S2と横壁1
とがなす角度θ1,θ2を求める。そして、その角度θ
1,θ2と、作業行程に対する作業車Vの傾きγとの和
に基づいて前記方向角φ1,φ2を求める(図3参
照)。一方、エンドモードでは、先ず前記角度βを求め
る。次に数5及び数6に基づいてリンクR3とリンクR
4のなす角度θを求める。そして、その角度θと、作業
行程に対する作業車Vの傾きγとの和に基づいて前記方
向角φを求める(図4参照)。尚、エンドモードでは、
各受光器S1,S2は、異なる投射装置2を追尾するの
で互いに独立して前記方向角φを求める。
【0021】次に、図2乃至図4に示すフローチャート
に基づいて、制御装置Hの動作について説明を加える。
フラグFが0であれば通常モード、1であればエンドモ
ードとなる。通常モードでは、図3に示す方法で前記方
向角φ1、φ2を求め、作業車Vの操向制御を行うと共
に、受光器S1,S2を同一の投射装置2に追尾させ
る。作業行程のエンドに接近し、且つ、進行方向に別の
通路があるときには、その時点の作業車Vの傾きγを記
憶してからエンドモードに移行する。エンドモードで
は、図4に示す方法で前記方向角φを求め、平行ステア
リングによる作業車Vの操向制御を行う。そして、前方
側の受光器S1を別の通路の投射装置2に追尾させて、
その受光器S1の情報に基づいて作業行程のエンドを検
出する。作業行程のエンドに達すると、通常モードに移
行し、次の作業行程に移動する。尚、1つの通路におけ
る作業が終了したときは、次の通路に移動する。
【0022】〔別実施例〕上記実施例では、本発明を清
掃用の作業車の誘導設備に適用した場合を示したが、芝
刈等各種作業車の誘導設備に適用できる。
【0023】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御構成のブロック図
【図2】制御作動のフローチャート
【図3】制御作動のフローチャート
【図4】制御作動のフローチャート
【図5】方向検出の説明図
【図6】投射装置の要部側面図
【図7】作業エリアの概略平面図
【図8】従来の方向検出の説明図
【符号の説明】
2 ビーム光投射手段 100 方向検出手段 101 制御手段 P 設置位置 S1,S2 受光手段 V 作業車

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに平行な複数の作業行程の横側方か
    ら誘導用のビーム光を作業車(V)の横幅方向に投射す
    るビーム光投射手段(2)が設けられ、前記作業車
    (V)に、前記ビーム光を受光する受光手段(S1),
    (S2)と、その受光手段(S1),(S2)の情報に
    基づいて前記受光手段(S1),(S2)の前記ビーム
    光投射手段(2)の設置位置に対する方向を検出する方
    向検出手段(100)と、その方向検出手段(100)
    の情報に基づいて前記受光手段(S1),(S2)の向
    きを前記方向に誘導する制御手段(101)とが設けら
    れている作業車誘導用のビーム光追尾装置であって、 前記ビーム光投射手段(2)が、設定速度で繰り返し往
    復走査するように構成され、前記方向検出手段(10
    0)は、前記受光手段(S1),(S2)が受光する受
    光時間間隔に基づいて前記方向を検出するように構成さ
    れている作業車誘導用のビーム光追尾装置。
JP3199023A 1991-08-08 1991-08-08 作業車誘導用のビーム光追尾装置 Expired - Lifetime JP2771353B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104029207A (zh) * 2013-03-08 2014-09-10 科沃斯机器人科技(苏州)有限公司 自移动机器人激光引导行走作业系统及其控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02198318A (ja) * 1989-01-27 1990-08-06 Iseki & Co Ltd 移動車等の投光装置

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