JPH0577006B2 - - Google Patents

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。

［従来の技術］ たとえば、空港において航空機を滑走路から誘
導路へ案内したり、自動車や工場内の無人移動搬
送車やゴルフカート等を所定のコース上で走行さ
せる場合、これら移動体の現在位置を測定できれ
ば、それに基づいて自動誘導が可能となり、大変
便利に利用されよう。

従来、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
装置があつた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上述のような従来の位置測定装置で
は、高価な送信装置を複数個必要とするため、シ
ステム全体も高価になるという問題点があつた。
また、送信装置を常時正常に動作させておく必要
があるため、送信装置の点検や保守を頻繁に行な
わなければならなかつた。そのため、点検や保守
のための費用や労力がかかりすぎるとという問題
点もあつた。特に、屋外で用いる場合は、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、それに伴つて費用や労力も増
大してしまう。さらに、電波を利用した位置測定
装置にあつては、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つた。

この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、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測定
装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る移動体の位置測定装置は、移動
体の移動コースに関連して少なくとも１個の光反
射手段が設けられる。この光反射手段は、入射し
た光を同じ方向へ反射する光学的性質を有する。
一方、移動体には、方位測定手段と、第１および
第２の光発射手段と、第１および第２の光検知器
と、取付間隔情報発生手段と、現在位置演算手段
とが設けられる。

［作用］ 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のずれ角度を測定する。第
１の光発射手段は移動体の進行方位に対して第１
の所定角度を有して光を発射する。第２の光発射
手段は移動体の進行方位に対して第１の所定角度
とは異なる第２の所定角度を有して光を発射す
る。第１の光発射手段に関連して設けられた第１
の光検知器は第１の光発射手段から発射されて第
１の光反射手段に反射された光を検知する。第２
の光発射手段に関連して設けられた第２の光検知
器は第２の光発射手段から発射されて光反射手段
に反射された光を検知する。走行距離測定手段は
第１および第２の光検知器のいずれか一方が反射
光を検知してから他方が反射光を検知するまでの
間に移動体が走行した距離を測定する。取付間隔
情報発生手段は、第１および第２の光発射手段の
取付間隔に関する情報を発生する。現在位置演算
手段は、方位測定手段によつて測定されたずれ角
度と、走行距離測定手段によつて測定された走行
距離と、取付間隔情報発生手段によつて発生され
た取付間隔情報とに基づいて、移動体の現在位置
を演算する。

［実施例］ 第２図は光反射手段の設置状態を示す正面図で
ある。第１図はこの発明の一実施例の外観を示す
平面図である。図において、複数車線を有する道
路１の左右の側部の所定の位置には、ポール２お
よび３が立設される。このポール２および３の間
には、梁４が設けられる。なお、梁４に代えてワ
イヤやロープ等を張るようにしてもよい。この梁
４には、第１の光反射手段５と、第２の光反射手
段７と、第３の光反射手段６とが設けられる。こ
れら光反射手段は、入射した光をその入射方向と
同じ方向に反射する光学的性質を有しており、た
とえばコーナキユーブ等が用いられる。ここで、
梁４の高さはその下を通過する移動体８の背の高
さよりも十分高く選ばれている。また、光反射手
段５〜７は、第１図に示す基準方位Ｘと直交する
線上に配置される。なお、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
選ばれてもよい。また、第３の光反射手段６は第
１の光反射手段５と第２の光反射手段７との間に
設けられるが、その配置位置は第１の光反射手段
５と第２の光反射手段７との中央の位置（第１図
では道路１のセンターライン付近）よりも左右の
いずれかの方向へずれるように選ばれている。

一方、道路１上を走行する移動体８の上部に
は、第１の光発射手段９と、この第１の光発射手
段９と所定間隔離れて第２および第３の光発射手
段３０Ｒおよび３０Ｌとが設けられる。第３の光
発射手段９は、移動体の進行方位Ｙに対して直交
する平面状の光束（以下、平面状の光束を面ビー
ムと称す）１０を上方に向けて発射する。この面
ビーム１０の広がり角度は、移動体８が梁４の下
を通過したとき、必ず面ビームの一部が第１〜第
３の光反射手段５，７，６に当たるような角度に
選ばれる。一方、第２の光発射手段３０Ｒは進行
方位Ｙに対して右45°の角度を有する面ビーム４
０Ｒを上方に向けて発射する。また、第３の光発
射手段３０Ｌは進行方位Ｙに対して左45°の角度
を有する面ビーム４０Ｌを上方に向けて発射す
る。これら面ビーム４０Ｒおよび４０Ｌの広がり
角度は、面ビーム１０と同様に、移動体８が梁４
の下を通過したとき、必ず面ビームの一部が第１
および第２の光反射手段５および７に当たるよう
な角度に選ばれる。

第３図は第１図に示す第１の光発射手段９の詳
細を示す断面図である。図において、筐体９１の
内部には鏡筒９２が収納される。この鏡筒９２の
内部には、半導体レーザ９３と、ビームスプリツ
タ９４と、レンズ９５とが収納される。また、鏡
筒９２の光の出口には1/4波長板９６が設けられ
る。さらに、筐体９１の内側側面において、ビー
ムスプリツタ９４と対向する部分には受光器９７
が取付けられる。

上記のような構成において、半導体レーザ９３
から出射した直線光はビームスプリツタ９４を通
過してレンズ９５に入射する。このレンズ９５は
直線光を拡げて面ビーム１０に変換する。この面
ビーム１０は1/4波長板９６を透過した後、外部
へと出射される。ところで、面ビーム１０が光反
射手段５〜７のいずれかに当たると、その光反射
手段は光の入射方向と同一方向へ光を反射する。
したがつて、その反射光は再び第１の光発射手段
９へと戻る。そのため、この反射光は1/4波長板
９６を通過した後レンズ９５で直線光に戻され、
ビームスプリツタ９４へ入射する。このとき、ビ
ームスプリツタ９４へ入射する光は1/4波長板９
６を２回通過しているので、その波長が半導体レ
ーザ９３の出射光に対して半波長だけずれてい
る。したがつて、ビームスプリツタ９４は光反射
手段５〜７からの反射光を透過させることなく反
射する。このビームスプリツタ９４の反射光は、
鏡筒９２の側部に設けられた孔を通つて受光器９
７へ入射する。受光器９７は入射した光を電気信
号に変換する。

なお、第４図に示すごとく、第２および第３の
光発射手段３０Ｒおよび３０Ｌの構成も第１の光
発射手段９と同様の構成となつている。ただ、そ
の設置角度が第１の光発射手段９とは異なる（第
１図参照）だけである。

以下、上記実施例のさらに詳細な構成および動
作について説明するが、移動体８の現在位置を測
定するためには、基準方位Ｘに対する進行方位Ｙ
のずれ角度θを知る必要があるので、まずこのず
れ角度θを求めるための回路ないしその動作につ
いて説明する。

第５図は移動体８に搭載される方位測定装置の
一例を示す概略ブロツク図である。図において、
受光器９７の出力はパルス選択回路１１を介して
フリツプフロツプ１２に与えられる。パルス選択
回路１１は、受光器９７から得られる３つの受光
パルスのうち、第１の光反射手段５からの反射光
に基づく受光パルスと、第２の光反射手段７から
の反射光に基づく受光パルスとを選択して通過さ
せるものである。フリツプフロツプ１２のセツト
出力Ｑはアンドゲート１３の一方入力に与えられ
るとともに、その極性が反転されてアンドゲート
１４の一方入力に与えられる。アンドゲート１３
の他方入力には、パルス発生器１５の出力が与え
られる。このパルス発生器１５は、移動体８の走
行距離に対応するパルスを発生するものである。
アンドゲート１３の出力はカウンタ１６に与えら
れる。このカウンタ１６の計数値はアンドゲート
１４の他方入力に与えられる。また、フリツプフ
ロツプ１２のリセツト出力（）はタイマ１８に
与えられる。このタイマ１８の出力はリセツト出
力としてカウンタ１６に与えられる。アンドゲー
ト１４の出力は除算回路１７の一方入力に与えら
れる。この除算回路１７の他方入力には、間隔設
定部１９の出力が与えられる。この間隔設定部１
９には、第１の光反射手段５と第２の光反射手段
７との間の距離に相当するパルス数が予め設定さ
れている。なお、このような間隔設定部１９に代
えて、移動体８の外部に設けられた送信機から送
信されてくる間隔情報を受信するような受信機を
設けるようにしてもよい。除算回路１７の出力は
換算回路２０を介して極性付加回路２１に与えら
れる。一方、受光器９７の出力は正負判別回路２
２に与えられる。この正負判別回路２２は、換算
回路２０によつて求められたずれ角度θの正負を
判別するためのものである。正負判別回路２２の
出力は極性付加回路２１に与えられる。極性付加
回路２１は正負判別回路２２の出力に応答して、
換算回路２０の出力に正または負の極性を付加す
る。極性付加回路２１の出力は移動体８の方位情
報として、種々の利用回路（図示せず）に与えら
れる。

第６図は第５図に示すパルス選択回路１１の詳
細を示すブロツク図である。図において、パルス
選択回路１１はリングカウンタ２３と、オアゲー
ト２４とにより構成される。リングカウンタ２３
には受光器９７の出力が与えられる。このリング
カウンタ２３は、最初の受光パルスが与えられる
と、その第１ビツトのみが論理“１”となり、２
番目の受光パルスが与えられるとその第２ビツト
のみが論理“１”となり、３番目の受光パルスが
与えられるとその第３ビツトのみが論理“１”と
なる。第１ビツトおよび第３ビツトの論理出力は
それぞれオアゲート２４を介してフリツプフロツ
プ１２へ与えられる。また、第３ビツトの論理出
力はリセツト信号としてリングカウンタ２３に与
えられる。このような構成において、パルス選択
回路１１は２番目の受光パルスをキヤンセルして
１番目の受光パルスと３番目の受光パルスとを通
過させる。また、３番目の受光パルスが出力され
ると、リングカウンタ２３がリセツト（オール
０）される。

第７図は第５図に示す正負判別回路２２の詳細
を示すブロツク図である。図において、この正負
判別回路２２は、リングカウンタ２５と、第１お
よび第２の計時回路２６および２７と、比較回路
２８とによつて構成される。リングカウンタ２５
は第６図に示すリングカウンタ２３と同様の構成
であり、受光器９７の受光パルスが入力される。
また、リングカウンタ２５の第１ビツトの論理出
力は第１の計時回路２６の一方入力に与えられ
る。また、その第２ビツトの論理出力は第１の計
時回路２６の他方入力および第２の計時回路２７
の一方入力に与えられる。また、その第３ビツト
の論理出力は第２の計時回路２７の他方入力に与
えられるとともに、リセツト信号としてリングカ
ウンタ２５に与えられる。第１の計時回路２６
は、リングカウンタ２５から与えられる２つの論
理出力間の時間幅を計時する。第２の計時回路２
７も同様である。第１の計時回路２６の出力は比
較回路２８の一方入力に与えられる。第２の計時
回路２７の出力は比較回路２８の他方入力に与え
られる。比較回路２８は第１および第２の計時回
路２６および２７のいずれの出力が大きいかを比
較し、その比較結果に基づいて、正または負の極
性信号を出力する。この極性信号は極性付加回路
２１へ与えられる。

第８図は受光器９７からの受光パルスを示すタ
イミングチヤートである。第９図はこの発明の一
実施例の測定原理を説明するための幾何学的配置
図である。以下、これら第８図および第９図を参
照して、上記実施例の動作を説明する。

今、第１図に示すように、移動体８の進行方位
Ｙが基準方位Ｘに対してθだけずれている場合を
想定する。この場合、第１の光発射手段９からの
面ビーム１０は最初に第２の光反射手段７に当た
る。第２の光反射手段７は入射した光を入射方向
と同じ方向へ反射するため、その反射光は光発射
手段９に戻り、1/4波長板９６を透過した後レン
ズ９５で偏向されてビームスプリツタ９４へと入
射する。この入射光は半導体レーザ９３の出射光
と半波長だけずれているので、ビームスプリツタ
９４はその入射光を反射して受光器９７へ入射さ
せる。応じて、受光器９７は１番目の受光パルス
を導出し、その受光パルスをパルス選択回路１１
および正負判別回路２２へ与える。

前述のようにパルス選択回路１１は１番目の受
光パルスを通過させるので、フリツプフロツプ１
２に受光パルスが与えられる。このフリツプフロ
ツプ１２は、最初の入力でセツト出力を導出しか
つ次の入力でリセツト出力を導出するものが用い
られるため、パルス選択回路１１を通過した１番
目の受光パルスでセツトされる。フリツプフロツ
プ１２のセツト出力（ハイレベル）がアンドゲー
ト１３に与えられ、このアンドゲート１３を能動
化させるとともにローレベルに反転されてアンド
ゲート１４に与えられ、このアンドゲート１４を
不能動化させる。応じて、パルス発生器１５から
発生されるパルスがアンドゲート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８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８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。したがつて、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８の走行距離を測定することができる。

移動体８が少し走行して面ビーム１０が第３の
光反射手段６に当たると、受光器９７からは２番
目の受光パルスが出力される。パルス選択回路１
１はこの２番目の受光パルスを通過させないの
で、フリツプフロツプ１２は反転せず、カウンタ
１６はそのままパルスの計数を継続する。

さらに、移動体８が走行して面ビーム１０が第
１の光反射手段５に当たると、受光器９７からは
３番目の受光パルスが出力される。この３番目の
受光パルスはパルス選択回路１１を通過してフリ
ツプフロツプ１２をリセツトさせる。そのため、
フリツプフロツプ１２はそのセツト出力がローレ
ベルとなり、そのリセツト出力がハイレベルとな
る。応じて、アンドゲート１３が不能動化され、
かつアンドゲート１４が能動化される。したがつ
て、カウンタ１６は受光器９７が第２の光反射手
段７の反射光を検知してから第１の光反射手段５
の反射光を検知するまでの間に移動体８が走行す
る距離ｌに相関するパルス数ｎを計数し、その計
数値ｎをアンドゲート１４を介して除算回路１７
の一方入力に与える。また、フリツプフロツプ１
２のリセツト出力がタイマ１８で定まる一定時間
遅れてカウンタ１６のリセツト信号として与えら
れる。

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、第１の光反射手段５と第２の光反射手
段７との間の距離dlに相関する値nwが予め設定
される。すなわち、間隔設定部１９には、上記距
離dlをもし移動体８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。したがつて、除算回路１７はカウンタ
１６の計数値ｎを第１および第２の光反射手段５
および７の取付間隔に相関する設定値nwで除算
（ｎ／nw）し、sinθ′を求める。この角度θ′は第９
図に示すように、第１および第２の光反射手段５
および７を結ぶ線分ｄに対して面ビーム１０がな
す角度であるが、基準方位Ｘに対して移動体８の
進行方位Ｙがなす角度θと等しい。したがつて、
除算回路１７はsinθ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）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に対してその極性が正負
どちらであるかが明らかでない。そのため、角度
θの正負の判別を行なう目的で、正負判別回路２
２が設けられる。

次に、この正負判別回路２２の動作を説明す
る。第１図に示すように、移動体８が基準方位Ｘ
に対して右側に傾いている場合、受光器９７から
は、第８図に示すような受光パルスが得られる。
すなわち、１番目と２番目の受光パルスとの間隔
taは２番目と３番目の受光パルスの間隔tbよりも
長くなる。これは、第３の光反射手段６が第２図
に示すごとく、中心位置よりも右側にずれて設け
られていることに基づく。第１の計時回路２６
は、１番目の受光パルスと２番目の受光パルスと
の時間間隔taを検出する。一方、第２の計時回路
２７は２番目の受光パルスと３番目の受光パルス
との時間間隔tbを検出する。比較回路２８は第１
および第２の計時回路２６および２７のいずれの
出力が大きいかを比較する。この場合、第１の計
時回路２６の出力の方が大きいので、比較回路２
８はたとえば正の極性信号を出力し、極性付加回
路２１へ与える。応じて、極性付加回路２１は換
算回路２０から出力される絶対値角度θに正の極
性を付加する。

一方、移動体８の進行方位Ｙが基準方位Ｘに対
して左側にずれている場合を考えると、第１の計
時回路２６は第１の光反射手段５の反射光に基づ
く受光パルスと第３の光反射手段６の反射光に基
づく受光パルスとの間の時間間隔を検出し、第２
の計時回路２７は第３の光反射手段６の反射光に
基づく受光パルスと第２の光反射手段７の反射光
に基づく受光パルスとの間の時間間隔を検出する
ことになる。したがつて、この場合は第２の計時
回路２７の出力の方が第１の計時回路２６の出力
よりも大きくなるため、比較回路２８は負の極性
信号を導出し、極性付加回路２１へ与える。応じ
て、極性付加回路２１は換算回路２０からの絶対
値角度θに負の極性を付加する。

以上のごとく、第５図に示す方位測定装置によ
れば、基準方位Ｘに対する移動体８の進行方位Ｙ
のずれ角度θおよびその極性（正負）を正確に測
定することができる。以下には、このずれ角度θ
を用いて移動体の現在位置を測定するための回路
ないしその動作について説明する。

第１０図は移動体８に搭載される位置測定装置
の一例を示す概略ブロツク図である図において、
受光器９７Ｒ（第３図参照）および３７Ｌ（第４図
参照）の出力はそれそれオアゲート５０の一方お
よび他方入力に与えられる。ここで、回路コンポ
ーネント１２′〜１６′および１８′は移動体３の
走行距離を測定するための手段を構成しており、
その構成ないし動作は第５図に示す回路コンポー
ネント１２〜１６および１８と同様である。アン
ドゲート１４′の出力は演算回路５１に与えられ
る。また、この演算回路５１には、間隔設定部５
２の出力が与えられる。この間隔設定部５２に
は、第１の光発射手段９と第２および第３の光発
射手段３０Ｒおよび３０Ｌとの設置間隔Ａに相当
するパルス数が予め設定されている。なお、この
ような間隔設定部５２に代えて、移動体８の外部
に設けられた送信機から送信されてくる間隔情報
を受信するような受信機を設けるようにしてもよ
い。また、演算回路５１には、先後判別回路５３
の出力が与えられる。この先後判別回路５３は、
受光器９７および３７Ｌのいずれが先に受光出力
を導出したかを判別するものである。さらに、演
算回路５１には、アンドゲート１４からの走行距
離情報ｌおよび極性付加回路２１からの方位情報
±θが与えられる。演算回路５１は、たとえばマ
イクロコンピユータなどを含んで構成され、与え
られた種々の情報に基づいて、移動体８の現在位
置を演算するものである。

なお、第１０図は第２の光反射手段７からの反
射光に基づいて移動体８の現在位置を測定する装
置を示したものであり、この実施例はさらに第１
の光反射手段５からの反射光に基づいて移動体８
の現在位置を測定する装置も備えている（図示せ
ず）。この図示しない現在位置測定装置の構成は、
第１０図に示す現在位置測定装置とほとんど同様
である。但し、受光器３７Ｌの出力に代えて受光
器３７Ｒの出力がオアゲート５０および先後判別
回路５３の他方入力に与えられる点だけが第１０
図の装置と異なつている。

第１１図〜第１３図はいずれも第１０図に示す
位置測定装置の動作を説明するための図である。
なお、第１１図および第１２図は移動体８と第１
および第２の光反射手段５および７との位置関係
を幾何学的に示す図であり、第１３図は演算回路
５１の動作を示すフローチヤートである。以下、
これら第１１図〜第１３図を参照して、第１０図
の位置測定装置の動作を説明する。

第１１図は移動体８がコースＶに沿つて移動し
た場合の位置関係を示しており、第１２図は移動
体８がコースＷに沿つて移動した場合の位置関係
を示している。なお、コースＶおよびＷは平行で
あり、基準方位Ｘに対してθだけずれているもの
とする。ところで、基準方位Ｘに対してθのずれ
を有するコースは無限に存在する。しかしなが
ら、面ビーム１０と４０Ｌとが同時に第２の光反
射手段７に入射し得るコースはずれ角度θに対し
一義的に定まる。すなわち、第１１図および第１
２図に示すコースＵがそれである。以下、このコ
ースＵを基準コースと称する。

まず、演算回路５１は間隔設定部５２に設定さ
れた間隔情報Ａと、アンドゲート１４′からの走
行距離情報Ｂと、アンドゲート１４からの走行距
離情報ｌと、極性付加回路２１からの方位情報±
θと、先後判別回路５３の判別結果とを入力す
る。ここで、間隔情報Ａは、第１の光発射手段９
と、第２および第３の光発射手段３０Ｒおよび３
０Ｌとの取付間隔を示す情報である。また、走行
距離情報Ｂは受光器９７および３７Ｌのいずれか
一方が反射光を受光してからいずれか他方が反射
光を受光するまで間に移動体８が走行した距離を
示す情報である。たとえば、第１１図では、第１
の光発射手段９が点Peの位置にあるとき（この
とき第２および第３の光発射手段３０Ｒおよび３
０Ｌは点Pfの位置にある）受光器９７ｂからの
受光出力が得られ、第３の光発射手段３０Ｌが点
Phの位置にあるとき（このとき第１の光発射手
段９は点Pgの位置にある）受光器３７Ｌからの
受光出力が得られる。したがつて、第１１図では
点Peと点Pgとの間の距離が走行距離情報Ｂに対
応する。同様の考え方で、第１２図では点Pjと
Pmとの間の距離が走行距離情報Ｂに対応する。
この走行距離情報Ｂは、第１０図のフリツプフロ
ツプ１２′、アンドゲート１３′、および１４′、
パルス発生器１５′、カウンタ１６′、タイマ１
８′によつて測定されるが、この測定原理は、第
５図の装置で対応の回路コンポーネントが行なう
動作と同様でありその説明を省略する。

走行距離情報ｌは、前述したごとく、受光器９
７が第１および第２の光反射手段５および７のい
ずれか一方の反射光を検知してからいずれか他方
の反射光を検知するまでの間に移動体８が走行し
た距離を示す情報である。したがつて、第１１図
では点Peと点Piとの間の距離が走行距離情報ｌ
に対応し、第１２図では点Pmと点Poとの間の距
離が走行距離情報ｌに対応する。なお、ステツプ
S1の入力動作が完了するのは、第１１図の場合
第１の光発射手段９が点Piの位置に来たときであ
り、第１２図の場合第１の光発射手段９が点Po
の位置に来たときである。したがつて、この実施
例では、点Piもしくは点Poを移動体８の現在位
置として演算することになる。

次に、ステツプS2に進み、ステツプS1で入力
された方位情報θの極性が正であるか否かが判断
される。正の場合はステツプS3に進み、方位情
報θと間隔情報Ａとに基づいて、点Pcの位置が
演算される。前述のように、面ビーム１０は進行
方位Ｙに対して直角であり、面ビーム４０Ｌは進
行方位Ｙに対して45°の角度を有している。した
がつて、点Pb（第２の光反射手段７の取付位置）
と点Pcと点Pdとを頂点とする三角形は直角二等
辺三角形を形成している。そのため、点Pbと点
Pcとの間の距離は点Pcと点Pdとの間の距離（間
隔情報Ａ）に等しい。そして、点Pcは第１およ
び第２の光反射手段５および７を結んだ線に対し
て角度θを有する線上に存在する。したがつて、
角度θと間隔情報Ａとがわかれば、簡単なベクト
ル演算によつて点Pcの位置を演算することがで
きる。

次に、ステツプS4に進み、受光器９７および
３７Ｌのいずれが先に受光出力を導出したかが先
後判別回路５３の判別結果に基づいて判断され
る。第１１図のように移動コースＶが基準コース
Ｕに対し左側にずれている場合は面ビーム１０が
面ビーム４０Ｌよりも先に第２の光反射手段７に
当たるため、受光器９７の受光出力が先に導出さ
れる。逆に、第１２図のように移動コースＷが基
準コースＵに対して右側にずれている場合は受光
器３７Ｌの受光出力が先に導出される。

受光器９７の受光出力が先に導出された場合
（第１１図の場合）はステツプS5に進み、点Peの
位置（面ビーム１０が第２の光反射手段７に入射
するときの第１の光発射手段９の位置）が演算さ
れる。第１１図に示すごとく、点PcとPeとPgと
を頂点とする三角形は直角二等辺三角形を形成し
ている。そのため、点PcとPeとの距離は、点Pg
とPeとの距離（走行距離情報Ｂ）に等しい。し
たがつて、点Pcから点Pbの方向に向けて距離Ｂ
を減算するようなベクトル演算を行なえば点Pe
の位置が容易に演算される。次に、ステツプS6
に進み、現在位置Piが演算される。ここで、点
PeとPiとの距離は前記走行距離情報ｌに等しい。
したがつて、点Peから移動体８の進行方位Ｙの
方向へ距離ｌを加算するようなベクトル演算を行
なえば点Piの位置が容易に演算できる。

一方、受光器９７よりも受光器３７Ｌの受光出
力が先に導出された場合（第１２図の場合）はス
テツプS7に進み、点Pmの位置が演算される。第
１２図に示すごとく、点PcとPmとPjとを頂点と
する三角形は直角二等辺三角形を形成している。
そのため、点PmとPcとの距離は点PmとPjとの
距離（走行距離情報Ｂ）に等しい。したがつて、
第１１図の場合と同様に、ベクトル演算によつて
点Pcの位置から点Pmの位置を求めることができ
る。但し、第１２図の場合は点Pcから見て点Pb
の方向とは180°異なる方向へ走行距離情報Ｂを加
算することになる。次に、ステツプS8に進み、
現在位置Poが演算される。この演算は、第１１
図の場合と同様に、点Pmに対して進行方位Ｙの
方向へ走行距離情報ｌを加算することによつて求
められる。

ステツプS6あるいはS8で求められた現在位置
PiもしくはPoは位置情報として演算回路５１か
ら出力される。

なお、第１３図の動作は、基準方位Ｘに対する
進行方位Ｙのずれ角度θが正の場合を示したが、
ずれ角度θが負の場合は前記したような図示しな
いもう１つの位置測定装置によつて現在位置が演
算される。すなわち、この場合は面ビーム１０お
よび４０Ｒに対する第１の光反射手段５の反射光
に基づいて現在位置が演算される。したがつて、
この場合幾何学的関係が第１１図および第１２図
の場合とは左右対称の関係になるが、測定原理は
第１１図〜第１３図の場合と同様である。

以上のようにして得られた方位情報および位置
情報は、種々の利用態様が考えられる。たとえ
ば、表示器に表示させるようにしてもよいし、自
動誘導のための情報として用いてもよい。自動誘
導を行なう場合は、道路１の従つて複数組の光反
射手段を所定間隔ごとに配置すればよい。

上記実施例では、光反射手段を移動体８の移動
コースの上方に配置するようにしたので、たとえ
併走する移動体が存在しても光が他の移動体に遮
られることなく確実に光反射手段に届くため、常
に正確に移動体の現在位置を測定できる利点があ
る。同様の考え方で移動体を見上げるような低い
位置（たとえば地上、もしくは床上、もしくは建
物上等）に光反射手段５〜７を設け、移動体から
下方に向けて面ビームを発射するようにしてもよ
い。この場合、移動体は空中を移動する物体であ
る。したがつて、この発明は、地上もしくは床上
等を走行する物体のみならず、空中を移動する物
体への適用も可能であり、その結果ヘリポートへ
のヘリコプターの誘導や、飛行機の着陸誘導や、
クレーンの移動制御等に応用することができる。
但し、上記のような利点を望まないならば、光反
射手段５〜７を移動体と同じ高さ位置に設けるよ
うにしてもよい。

なお、上記実施例では、ずれ角度θの極性に応
じ、第１および第２の光反射手段５および７から
の反射光を選択的に利用して移動体の現在位置を
測定するようにしたが、原理的には１個の光反射
手段があれば移動体の現在位置を測定することが
可能である。この場合、第２および第３の光発射
手段３０Ｒおよび３０Ｌのいずれか一方が不要と
なる。なお、光反射手段を１個だけ設けた場合は
光反射手段を利用したずれ角度θの測定が不可能
となるので、ジヤイロスコープや方位磁石等を用
いてずれ角度θを測定すればよい。

また、上記実施例では、面ビーム１０が進行方
位Ｙに対して90°を有して、面ビーム４０Ｒおよ
び４０Ｌがそれぞれ右45°、左45°の角度を有して
発射されるように構成したが、面ビーム１０，４
０Ｒおよび４０Ｌがその他の角度で発射される場
合にもこの発明を適用することができる。理論的
には、面ビーム１０の発射角度と面ビーム４０Ｒ
もしくは４０Ｌの発射角度とが異なる角度に選ば
れていれば、現在位置の測定演算が可能である。
但し、上記実施例のように発射角度を90°および
45°に選べば、現在位置の測定演算が最も簡素化
される利点がある。

さらに、上記実施例では、レンズを用いて半導
体レーザの出射光を広げることにより面ビームを
発生したが、光変調器や機械式スキヤニング装置
を用いて直線光を高速で振らせることによつて等
価的に面ビームを発生するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、車輪の回転に応じた
パルスの数を計数することによつて移動体８のの
走行距離を測定するようにしたが、このような方
法に代えて、たとえば移動平面上に超音波または
電磁波あるいは光を投射する超音波発振器または
電磁波発生器あるいは赤外線発生装置を移動多８
に搭載し、その反射波を検出し、ドツプラー効果
等により移動体８の走行距離を演算測定するよう
にしてもよい。この場合、空中を移動する物体の
移動距離の測定に好適なものとなる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、地上を走行
する物体および空中を移動する物体にかかわら
ず、その現在位置を極めて正確に測定することが
できる。また、地上には少なくとも１個の光反射
手段を設ければよいので、地上設備が極めて安価
で済み、その設置作業も従来の装置に比べて短縮
化できる。さらに、地上設備はほとんど保守およ
び点検を行なう必要がないので、そのための時間
および費用を大幅に節減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の外観を示す平面
図である。第２図は光反射手段の設置状態を示す
正面図である。第３図は第１図に示す第１の光発
射手段９の断面図である。第４図は第１図に示す
第２（または第３の）光発射手段３０Ｒまたは３
０Ｌの断面図である。第５図は移動体８に搭載さ
れる方位測定装置の一例を示す概略ブロツク図で
ある。第６図は第５図に示すパルス選択回路１１
の詳細を示すブロツク図である。第７図は第５図
に示す正負判別回路２２の詳細を示すブロツク図
である。第８図は受光器９７の受光パルスを示す
タイミングチヤートである。第９図は第５図の方
位測定装置による方位測定動作を説明するための
幾何学的模式図である。第１０図は移動体８に搭
載される現在位置測定装置の一例を示す概略ブロ
ツク図である。第１１図および第１２図は第１０
図に示す現在位置測定装置による現在位置測定動
作を説明するための幾何学的模式図である。第１
３図は第１０に示す演算回路５１の動作を説明す
るためのフローチヤートである。 図において、１は道路、５は第１の光反射手
段、６は第３の光反射手段、７は第２の光反射手
段、８は移動体、９は第１の光発射手段、３０Ｒ
は第２の光発射手段、３０Ｌは第３の光発射手
段、１０，４０Ｒ，４０Ｌは面ビーム，９３，３
３Ｒ，３３Ｌは半導体レーザ、９７，３７Ｒ，３
７Ｌは受光器を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光の反射を利用して移動体の現在位置を測定
   する装置であつて、 前記移動体の移動コースに関連して少なくとも
   １個の光反射手段が設けられ、 前記光反射手段は入射した光を入射方向と同じ
   方向へ反射する特性を有しており、 前記移動体は、 予め定められた基準方位に対する前記移動体の
   進行方位のずれ角度を測定するための方位測定手
   段と、 前記移動体の進行方位に対して第１の所定角度
   を有して光を発射する第１の光発射手段と、 前記移動体の進行方位に対して前記第１の所定
   角度とは異なる第２の所定角度を有して光を発射
   する第２の光発射手段と、 前記第１の光発射手段に関連して設けられ、当
   該第１の光発射手段から発射されて前記光反射手
   段に反射された光を検知するための第１の光検知
   器と、 前記第２の光発射手段に関連して設けられ、当
   該第２の光発射手段から発射されて前記光反射手
   段に反射された光を検知するための第２の光検知
   器と、 前記第１および第２の光検知器のいずれか一方
   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、 前記第１および第２の光発射手段の取付間隔に
   関する情報を発生するための取付間隔情報発生手
   段と、 前記方位測定手段によつて測定された前記ずれ
   角度と、前記走行距離測定手段によつて測定され
   た走行距離と、前記取付間隔情報発生手段によつ
   て発生された取付間隔情報とに基づいて、前記移
   動体の現在位置を演算する現在位置演算手段とを
   含む、移動体の位置測定装置。 ２ 前記第１の所定角度はほぼ90°に選ばれてい
   る、特許請求の範囲第１項記載の移動体の位置測
   定装置。 ３ 前記第２の所定角度はほぼ45°に選ばれてい
   る、特許請求の範囲第１項または第２項記載の移
   動体の位置測定装置。 ４ 前記光反射手段は、前記移動体とほぼ同じ高
   さ位置に設けられている、特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかに記載の移動体の位置測
   定装置。 ５ 前記光反射手段は、前記移動体を見下ろすよ
   うに、前記移動コースの上方に設けられている、
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の移動体の位置測定装置。 ６ 前記光反射手段は、前記移動体を見上げるよ
   うに、前記移動コースの下方に設けられている、
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の移動体の位置測定装置。 ７ 前記第１および第２の光反射手段は、それぞ
   れ平面状の光を発射する手段を含む、特許請求の
   範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の移動
   体の位置測定装置。 ８ 前記光反射手段は、前記移動コースの左右に
   設けられ、 前記左右に設けられた光反射手段のいずれかか
   らの反射光に基づいて、現在位置を測定すること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第７
   項のいずれかに記載の移動体の位置測定装置。 ９ 前記方位測定手段は、前記光反射手段からの
   反射光に基づいて、前記ずれ角度を測定する手段
   を含む、特許請求の範囲第１項ないし第８項のい
   ずれかに記載の移動体の位置測定装置。 １０ 前記方位測定手段は、ジヤイロスコープで
   ある、特許請求の範囲第１項ないし第８項のいず
   れかに記載の移動体の位置測定装置。 １１ 前記方位測定手段は、方位磁石である、特
   許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記
   載の移動体の位置測定装置。 １２ 前記移動体は、地上もしくは床上を移動す
   る物体である、特許請求の範囲第１項ないし第１
   １項のいずれかに記載の移動体の位置測定装置。 １３ 前記移動体は、空中を移動する物体であ
   る、特許請求の範囲第１項ないし第１１項のいず
   れかに記載の移動体の位置測定装置。