JPH06230097A - 移動体位置検出装置 - Google Patents

移動体位置検出装置

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JPH06230097A
JPH06230097A JP3463093A JP3463093A JPH06230097A JP H06230097 A JPH06230097 A JP H06230097A JP 3463093 A JP3463093 A JP 3463093A JP 3463093 A JP3463093 A JP 3463093A JP H06230097 A JPH06230097 A JP H06230097A
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JP
Japan
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light
detecting means
output
cycle
vehicle
Prior art date
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Withdrawn
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JP3463093A
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English (en)
Inventor
宏士 ▲高▼林
Hiroshi Takabayashi
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の移動体位置を同時に精度よく検出し得
る移動体位置検出装置を提供すること。 【構成】 複数の目標物からのパルス光を受光し当該目
標物の方位にかかる測定面上の受光位置情報を出力する
方位検出手段3と、方位検出手段3の出力により各目標
物からのパルス光の周期を求める周期検出手段1と、周
期検出手段1からの周期データに基づいて方位検出手段
3の出力をサンプリングし各目標物の位置を求める位置
検出手段2とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体位置検出装置に
係り、とくに車両等の複数移動体位置を同時に検出する
のに好適な移動体位置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の移動体位置検出装置は、移動体か
らの連続光を方位検出手段で受光し、その光の重心を制
御手段にて二次元の位置データに変換していた。
【0003】また、外乱光の影響を避けるために、移動
体が出力する光を一定周期のパルス光に変調するととも
に、その変調周期に同期して方位検出手段の出力をサン
プリングしていた。つまり、図11に示されるように制
御手段は移動体からの光が点灯している時P1と消灯し
ている時P2に方位検出手段の出力をサンプリングし、
それぞれの受光レベルの差を求めることにより外乱光の
影響を除いていた。
【0004】一方、制御手段は方位検出手段の出力を図
12に示されるように一定周期でサンプリングを行な
い、光を検出すると光出力の立ち上がりから次の光出力
の立ち上がりまでの時間を計測することにより移動体か
らの光のパルス変調周期を求め、続いてその変調周期に
同期して方位検出手段の出力をサンプリングし、外乱光
の影響を除いていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において、移動体からの光が連続光である場合には
入射光の重心位置を計測しているために、図13の二次
元位置検出素子30に示すように2つの移動体からの光
A,Bを受信しても光A,Bの重心Cのデータが出力さ
れ、2つの移動体位置を検出できないという不都合があ
った。
【0006】また、上記従来例において、移動体からの
光を一定周期のパルス光とし、それに同期して方位検出
手段の出力をサンプリングする場合には、移動体と方位
検出手段とを分離することができないだけでなく、複数
の移動体位置を検出するためには図14に示されるよう
に各移動体からのパルス光の周期を複雑なものにしなけ
ればならないという問題点があった。
【0007】さらに、上記従来例において、先ず方位検
出手段の出力を一定周期でサンプリングして移動体から
の光のパルス周期を求め、続いてその周期に同期してサ
ンプリングを行う場合には、2つの移動体からの光を受
光すると図15に示されるように方位検出手段からの出
力パターンが複雑になるために、2つの移動体位置を検
出できないという問題点があった。
【0008】
【発明の目的】本発明の目的は、かかる従来例の有する
不都合を改善し、とくに複数の移動体位置を同時に精度
よく検出することができる移動体位置検出装置を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、複
数の目標物からのパルス光を受光し当該目標物の方位に
かかる測定面上の受光位置情報を出力する方位検出手段
と、この方位検出手段の出力により各目標物からのパル
ス光の周期を求める周期検出手段と、この周期検出手段
からの周期データに基づいて方位検出手段の出力をサン
プリングし各目標物の位置を求める位置検出手段とを具
備するという構成を採っている。これによって前述した
目的を達成しようとするものである。
【0010】
【作用】方位検出手段は、複数の目標物からのパルス光
を受光すると、測定面上の受光位置2次元情報を出力す
る。
【0011】周期検出手段は、方位検出手段からの出力
のサンプリングデータを解析し、その出力レベルに基づ
いて各目標物からのパルス光の周期を求める。
【0012】位置検出手段は、周期検出手段にて検出し
た周期データに同期して方位検出手段からの出力をサン
プリングし、そのサンプリングデータに基づいて各目標
物の二次元位置を求める。
【0013】
【発明の実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし
図10に基づいて説明する。
【0014】図1の実施例は、複数の目標物からのパル
ス光を受光し当該目標物の方位にかかる測定面上の受光
位置情報を出力する方位検出手段3と、方位検出手段3
の出力により各目標物からのパルス光の周期を求める周
期検出手段1と、周期検出手段1からの周期データに基
づいて方位検出手段3の出力をサンプリングし各目標物
の位置を求める位置検出手段2とから構成される。
【0015】ここで、方位検出手段3としては図3に示
されるように目標物からの光のみを透過させるフィルタ
3aと、光の重心を検出し電気信号に変換する二次元位
置検出素子(PSD)3bと、フィルタ3aを透過した
光を二次元位置検出素子3b上に収束させるレンズ3c
とを備えた構成となっている。
【0016】さらに、二次元位置検出素子3bは図4お
よび図5に示されるように平板状シリコンの表面にP
層、裏面にN層、そして中間にあるI層の3層から構成
されており、表面に入射した光は、光電変換され、光電
流としてP層に付けられた4つの電極Y,Y’,X,
X’から分割出力される。なお、左右方向(x方向)の
位置データは電極Y,Y’から出力され、上下方向(y
方向)の位置データは電極X,X’から出力される。
【0017】二次元位置検出素子3bに光スポットが入
射されると、入射位置には光エネルギーに比例した電荷
が発生する。発生した電荷は光電流として抵抗層すなわ
ちP層を通り、各電極より出力されるが、抵抗層は全面
に均一な抵抗値を持つように作られているので、光電流
は電極までの距離に逆比例して分割され取り出される。
ここで、左右方向(x方向)については図6に示される
ように電極X,X’間の距離をL、光電流をI0、電極
Xから取り出される電流をI1、電極X’から取り出さ
れる電流をI2(I0=I1+I2)とすれば、以下のよう
な関係がある。
【0018】(a)二次元位置検出素子3bの中心を原
点とした場合、
【0019】 I1 = I0 (1 − 2XA / L) / 2 (1)
【0020】ここで、XAは原点から入射位置までの距
離である。
【0021】 I2 = I0 (1 + 2XA / L) / 2 (2)
【0022】 (I2 − I1)/(I2 + I1) = 2XA / L (3)
【0023】 I1 / I2 = (L − 2XA) / (L + 2XA) (4)
【0024】(b)二次元位置検出素子3bの端を原点
とした場合、
【0025】 I1 = I0 (L − XB) / L・・・・・・・・・・・(5)
【0026】ここで、XBは原点から入射位置までの距
離である。
【0027】 I2 = I0 × XB / L・・・・・・・・・・・・・・・(6)
【0028】 (I2 − I1) / (I2 + I1) = (2XB − L) / L・・(7)
【0029】 I1 / I2 = (L − XB) / XB・・・・・・・・・・(8)
【0030】このように、I1、I2の差または比を求め
ることにより(3)式、(4)式、(7)式、(8)式
に示されるように入射光エネルギーとは無関係に、光の
入射位置を求めることができる。
【0031】また、周期検出手段1と位置検出手段2
は、図2に示されるようにコンピュータ300により実
現することも可能である。
【0032】次に、本実施例の動作について図7のフロ
ーチャートを用いて説明する。ここでは分かりやすくす
るために図2に示されるように2台の車両位置を検出す
る場合について説明する。
【0033】.車両1からあらかじめ設定された周期
のパルス光Aが出力され、車両200からあらかじめ設
定された周期のパルス光Bが出力される。なお、説明の
ため、車両100からのパルス光Aと車両200からの
パルス光Bの光量は同じであるものとするが、これに限
定されるものではない。
【0034】.二次元位置検出素子3bは、受光した
光の重心位置を示すデータを電極Y,Y’,X,X’か
ら出力する。
【0035】.周期検出手段1は、一定時間毎に二次
元位置検出素子3bからの出力のサンプリングを行う
(図7のS1)。ここで、図9に示されるように車両1
が車両2よりも上方向に位置していると、図8および図
10に示されるように車両1からのパルス光Aのみを受
光した場合の二次元位置検出素子3cからの上下方向
(y方向)出力は、車両2からのパルス光Bのみを受光
した場合よりも大きくなる。
【0036】また、車両1からのパルス光Aと車両2か
らのパルス光Bを同時に受光した場合は、二次元位置検
出素子3cからの上下方向(y方向)出力は、図9に示
されるようにパルス光Aとパルス光Bの重心位置Cに対
応する値、すなわち図8および図10に示されるように
パルス光Aに対応する値とパルス光Bに対応する値との
間の値となる。
【0037】すなわち、車両1からのパルス光Aと車両
2からのパルス光Bの光量が同じであり、しかも車両1
が車両2よりも上(yの+方向)にあるために、二次元
位置検出素子3cからの上下方向(y方向)出力すなわ
ち電極Y,Y’の出力レベルは次の(9)式の関係にあ
る。
【0038】 (パルス光A)>(パルス光A+パルス光B)>(パルスB) (9)
【0039】逆に、車両1からのパルス光Aと車両2か
らのパルス光Bの光量が同じであり、しかも車両2が車
両1よりも上(yの+方向)にある場合には、二次元位
置検出素子3cからの上下方向(y方向)出力すなわち
電極A,A’の出力レベルは次の(10)式の関係にな
る。
【0040】 (パルス光B)>(パルス光A+パルス光B)>(パルスA) (10)
【0041】上記の関係は左右方向(x方向)について
も同様であり、車両1からのパルス光Aと車両2からの
パルス光Bの光量が同じであり、しかも車両1が車両2
よりも右(xの+方向)にある場合には、二次元位置検
出素子3cからの左右方向(x方向)出力すなわち電極
X,X’の出力レベルは次の(11)式の関係にある。
【0042】 (パルス光A)>(パルス光A+パルス光B)>(パルスB) (11)
【0043】逆に、車両1からのパルス光Aと車両2か
らのパルス光Bの光量が同じであり、しかも車両2が車
両1よりも右(xの+方向)にある場合には、二次元位
置検出素子3cからの左右方向(x方向)出力すなわち
電極X,X’の出力レベルは次の(12)式の関係にな
る。
【0044】 (パルス光B)>(パルス光A+パルス光B)>(パルスA) (12)
【0045】周期検出手段1は、二次元位置検出素子3
cからのサンプリングデータを解析する。そして、図8
に示されるように車両1からのパルス光Aのみの場合に
対応する値と、車両2からのパルス光Bのみの場合に対
応する値と、パルス光Aとパルス光Bを同時に受光した
場合に対応する値とを求める(図7のS2)。
【0046】.続いて、周期検出手段1は、図8に示
されるように車両1からのパルス光Aのみの場合に対応
する値aを検出すると、次に車両1からのパルス光Aの
みの場合に対応する値a’を検出するまでの時間を計測
し、パルス光Aの周期を求める。次に、同様にして車両
2からのパルス光Bのみの場合に対応する値bを検出す
ると、次に車両2からのパルス光Bのみの場合に対応す
る値b’を検出するまでの時間を計測し、パルス光Bの
周期を求める(図7のS3,4)。
【0047】.位置検出手段2は、周期検出手段1か
らの周期データを受け取ると、パルスAの周期およびパ
ルスBの周期に同期して二次元位置検出素子3cの出力
のサンプリングを行う。
【0048】.位置検出手段2は、二次元位置検出素
子3cからのサンプリングデータを解析し、パルスAの
周期でパルス光Aのみの場合に対応する値を検出する
と、電極X,X’の出力から(3)式、(4)式、
(7)式、(8)式のいずれかを用いて車両1の左右方
向(x方向)の位置を求め、同様にして電極Y,Y’の
出力から車両1の上下方向(y方向)の位置を求める
(図7のS5)。
【0049】また、パルスBの周期でパルス光Bのみの
場合に対応する値を検出すると、電極X,X’の出力か
ら(3)式、(4)式、(7)式、(8)式のいずれか
を用いて車両2の左右方向(x方向)の位置を求め、同
様にして電極Y,Y’の出力から車両2の上下方向(y
方向)の位置を求める(図7のS5)。
【0050】ここで、パルスAとパルスBのサンプリン
グが同時になった場合には、直前のサンプリングデーダ
に基づいてパルスAに対応する値とパルスBに対応する
値とに分離し、上記と同様にして車両1の位置と車両2
の位置を求める(図7のS6)。
【0051】以上のように、複数移動体の位置を同時に
検出することができるため、不整地走行車両や工場内で
の無人搬送車の制御をリアルタイムで行うことが可能と
なる。
【0052】上記の実施例では、移動体が2つの場合に
ついて説明しているが、移動体が3つ以上の場合につい
ても同様な処理で各移動体の位置を同時に検出すること
ができる。
【0053】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、1つの方位検出手段で複数の光源
からの光を分離抽出することができ、これがため、複数
の移動体の位置を同時に高精度で検出することができ、
車両の管理、車両の自律走行および共同作業等の制御を
リアルタイムで行うことが可能になるという従来にない
優れた移動体位置検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1の一具体例を示す説明図である。
【図3】図1における方位検出手段の詳細を示す構成図
である。
【図4】図3における二次元位置検出素子の電極位置を
示す説明図である。
【図5】図3における二次元位置検出素子のy方向の動
作を示す説明図である。
【図6】図3における二次元位置検出素子のx方向の動
作を示す説明図である。
【図7】図1の実施例の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
【図8】図3における二次元位置検出素子の出力レベル
を説明するための説明図である。
【図9】図3における二次元位置検出素子の受光位置の
例を示す説明図である。
【図10】図3における二次元位置検出素子の受光信号
に対する出力を示す説明図である。
【図11】従来例における制御手段の動作を示す説明図
である。
【図12】従来例における二次元位置検出素子のy方向
出力例を示す説明図である。
【図13】従来例における二次元位置検出素子の受光例
を示す説明図である。
【図14】従来例における移動体からのパルス光の出力
例を示す説明図である。
【図15】従来例における受光信号の出力例を示す説明
図である。
【符号の説明】
1 周期検出手段 2 位置検出手段 3 方位検出手段 3a フィルタ 3b 二次元位置検出素子(PSD) 3c レンズ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の目標物からのパルス光を受光し当
    該目標物の方位にかかる測定面上の受光位置情報を出力
    する方位検出手段と、この方位検出手段の出力により各
    目標物からのパルス光の周期を求める周期検出手段と、
    この周期検出手段からの周期データに基づいて前記方位
    検出手段の出力をサンプリングし各目標物の位置を求め
    る位置検出手段とを装備したことを特徴とする移動体位
    置検出装置。
JP3463093A 1993-01-29 1993-01-29 移動体位置検出装置 Withdrawn JPH06230097A (ja)

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JP3463093A JPH06230097A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 移動体位置検出装置

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JP3463093A JPH06230097A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 移動体位置検出装置

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JP (1) JPH06230097A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009036709A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ビーコン、及び、光ビーコンにおけるアップリンク領域設定方法
JP2009092470A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ビーコン、及び、光ビーコンにおけるアップリンク領域設定方法
JP2013083653A (ja) * 2012-11-07 2013-05-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ビーコン、及び、光ビーコンにおけるアップリンク領域設定方法

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JP2009036709A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ビーコン、及び、光ビーコンにおけるアップリンク領域設定方法
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Effective date: 20000404