JPH0726852B2 - 無人車の位置検出装置 - Google Patents
無人車の位置検出装置Info
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- JPH0726852B2 JPH0726852B2 JP62323367A JP32336787A JPH0726852B2 JP H0726852 B2 JPH0726852 B2 JP H0726852B2 JP 62323367 A JP62323367 A JP 62323367A JP 32336787 A JP32336787 A JP 32336787A JP H0726852 B2 JPH0726852 B2 JP H0726852B2
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- Japan
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- signal
- pattern
- optical system
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、無人車の位置検出装置に係り、特に無人車の
走行位置，走行速度および移動距離を検出する無人車の
位置検出装置に関する。
走行位置，走行速度および移動距離を検出する無人車の
位置検出装置に関する。
B.発明の概要 本発明は、無人走行車の車体に走行状態に検出する検出
器を設置して種々の走行状態を検出する無人車の位置検
出装置において、 前記車体に光学系センサを設け、該光学系センサの検出
信号を１次元の空間フィルタ手段で処理し、その出力か
ら車体の２次元の位置，速度，車体の進行方向を検出す
ることにより、 検出精度に優れた無人車の位置検出装置を得るものであ
る。
器を設置して種々の走行状態を検出する無人車の位置検
出装置において、 前記車体に光学系センサを設け、該光学系センサの検出
信号を１次元の空間フィルタ手段で処理し、その出力か
ら車体の２次元の位置，速度，車体の進行方向を検出す
ることにより、 検出精度に優れた無人車の位置検出装置を得るものであ
る。
C.従来の技術 従来、無人搬送車などの無人走行車の自動運転にあたっ
て、走行路上に電磁誘導線や光学式反射テープを布設し
て走行ガイドを形成する方式や、車軸，計測輪にエンコ
ーダやタコジェネレータを取り付けて、車輪の回転に応
じたパルス又はアナログ電圧から無人車の速度，移動距
離を計測する方式がある。
て、走行路上に電磁誘導線や光学式反射テープを布設し
て走行ガイドを形成する方式や、車軸，計測輪にエンコ
ーダやタコジェネレータを取り付けて、車輪の回転に応
じたパルス又はアナログ電圧から無人車の速度，移動距
離を計測する方式がある。
D.発明が解決しようとする問題点 従来の種々な位置検出装置においては、路面に誘導線や
反射テープ等を布設する走行路の加工を必要とし、その
加工作業が面倒であると共に、路面の凹凸，外力等によ
る車輪のスリップや車輪の摩粍により精度良い計測が出
来なかった。
反射テープ等を布設する走行路の加工を必要とし、その
加工作業が面倒であると共に、路面の凹凸，外力等によ
る車輪のスリップや車輪の摩粍により精度良い計測が出
来なかった。
E.問題点を解決するための手段 本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、車体
の底面部に配設され走行路面のパターンを撮取する光学
系と、該光学系により撮取した映像パターンを所定の周
期でサンプリングして映像パターン信号を得る映像検出
部と、該映像検出部の映像パターン信号と予め設定され
た三角関数設定信号を乗算し、該乗算信号を積分演算し
て三角関数パターン信号を得るフィルタ手段と、該フィ
ルタ手段の三角関数パターン信号をもとに乗算加算処理
して前記車体の移動距離信号を算出する演算処理部によ
って無人車の位置，速度，方向を検出する。
の底面部に配設され走行路面のパターンを撮取する光学
系と、該光学系により撮取した映像パターンを所定の周
期でサンプリングして映像パターン信号を得る映像検出
部と、該映像検出部の映像パターン信号と予め設定され
た三角関数設定信号を乗算し、該乗算信号を積分演算し
て三角関数パターン信号を得るフィルタ手段と、該フィ
ルタ手段の三角関数パターン信号をもとに乗算加算処理
して前記車体の移動距離信号を算出する演算処理部によ
って無人車の位置，速度，方向を検出する。
F.実施例 以下に本発明の実施例を図面によって説明する。第１図
は本発明の実施例に係る無人車の位置検出装置のブロッ
ク図であって、10は無人車の車体、12は走行車輪、20A
は車体10の底面部11において無人車の進行軸心（Ｘ軸）
に関して底面部11の一方の側端部（Ｙ軸上）に配設され
た第１の光学系、20Bは第１の光学系20Aから所定距離Ｄ
を置いて底面部11の他方の側端部（Ｙ軸上）に配設され
た第２の光学系である。30Aは第１の光学系20Aの映像信
号を入力とする第１の映像検出部、40Aは第１の映像検
出部30Aの映像検出信号を入力とする第１の空間フィル
タ、50Aは第１の演算処理部で、第１の空間フィルタ40A
のフィルタ出力信号をもとに演算処理して無人車の移動
距離，速度および現在位置を算出する。これらの第１の
光学系20A,第１の映像検出部30A,第１の空間フィルタ40
Aおよび第１の演算処理部50Aによって第１の検出処理部
60Aが構成される。同じく、20Bは第２の光学系、30Bは
第２の映像検出部、40Bは第２の空間フィルタ、50Bは第
２の演算処理部であって、これらにより第２の映像検出
部60Bが構成される。
は本発明の実施例に係る無人車の位置検出装置のブロッ
ク図であって、10は無人車の車体、12は走行車輪、20A
は車体10の底面部11において無人車の進行軸心（Ｘ軸）
に関して底面部11の一方の側端部（Ｙ軸上）に配設され
た第１の光学系、20Bは第１の光学系20Aから所定距離Ｄ
を置いて底面部11の他方の側端部（Ｙ軸上）に配設され
た第２の光学系である。30Aは第１の光学系20Aの映像信
号を入力とする第１の映像検出部、40Aは第１の映像検
出部30Aの映像検出信号を入力とする第１の空間フィル
タ、50Aは第１の演算処理部で、第１の空間フィルタ40A
のフィルタ出力信号をもとに演算処理して無人車の移動
距離，速度および現在位置を算出する。これらの第１の
光学系20A,第１の映像検出部30A,第１の空間フィルタ40
Aおよび第１の演算処理部50Aによって第１の検出処理部
60Aが構成される。同じく、20Bは第２の光学系、30Bは
第２の映像検出部、40Bは第２の空間フィルタ、50Bは第
２の演算処理部であって、これらにより第２の映像検出
部60Bが構成される。
第１の検出処理部60Aと第２の検出処理部60Bは、第２図
に示すように同じ構成要素によって構成されている。す
なわち、第２図に示すように、第1,第２の映像検出部30
A,30Bはラインセンサ31,読出回路32およびアナログ／デ
ィジタル変換器（A/D変換器）33によって構成されてい
る。第1,第２の空間フィルタ40A,40Bは掛算部41a,41b,
パターン設定部42a,42b,積分演算部43a,43bによって構
成されている。
に示すように同じ構成要素によって構成されている。す
なわち、第２図に示すように、第1,第２の映像検出部30
A,30Bはラインセンサ31,読出回路32およびアナログ／デ
ィジタル変換器（A/D変換器）33によって構成されてい
る。第1,第２の空間フィルタ40A,40Bは掛算部41a,41b,
パターン設定部42a,42b,積分演算部43a,43bによって構
成されている。
第1,第２の演算処理部50A,50Bはローパスフィルタ51a,5
1b,三角関数演算部52,位相演算部53,和算部54,掛算部5
5,微分演算部56および回転軌跡演算部（ｍ演算部）70に
よって構成されている。ｍ演算部70は、第３図に示すよ
うに、正弦波信号演算部71a,71b,掛算部72a,9b,前回値
保持部であるデータ保持部73a〜73c,和算部74a,74bによ
って構成されている。
1b,三角関数演算部52,位相演算部53,和算部54,掛算部5
5,微分演算部56および回転軌跡演算部（ｍ演算部）70に
よって構成されている。ｍ演算部70は、第３図に示すよ
うに、正弦波信号演算部71a,71b,掛算部72a,9b,前回値
保持部であるデータ保持部73a〜73c,和算部74a,74bによ
って構成されている。
第５図は第1,第２の光学系20A,20Bの具体的な構成例を
示すもので、第５図において、21は路面80からの反射光
を受光するシリンダーレンズ、22はコリメートレンズで
ある。また、第６図は光学系の他の例を示すもので、路
面80の反射光をコリメートレンズ22でシリンダーレンズ
23に集束するものである。
示すもので、第５図において、21は路面80からの反射光
を受光するシリンダーレンズ、22はコリメートレンズで
ある。また、第６図は光学系の他の例を示すもので、路
面80の反射光をコリメートレンズ22でシリンダーレンズ
23に集束するものである。
次に、上記構成の位置検出装置の動作について説明す
る。
る。
光学系20A,20Bは第５図，第６図に示すように、シリン
ダーレンズ21,24によってラインセンサ31と平行な方向
については該ラインセンサ31上に結像し、垂直な方向に
対してはラインセンサ31が焦点になるようにレンズ系が
構成されている。。すなわち、ラインセンサ31は、多数
の光電変換素子を車体進行方向に連続的に結合したもの
で、照射面の照射分布を各素子により検知し、各素子が
変換した電気的出力を第1,第２図の映像検出部30A,30B
へ送出する。まず照明によって路面上に光を照射して照
射面を形成する。照射面には、路面の凹凸によっれ照度
の不均一なムラ模様でき、この照度分布がレンズを通し
てラインセンサ上に投影される。レンズは長さＰ、幅Ｗ
の光を集光するように構成されている。ラインセンサに
は、ムラ模様が投影されて、これを構成する各光電変換
素子が照度の強弱に応じた電気的出力を空間フィルタへ
送出する。以上の動作を一定の短時間ΔＴごとに断続し
て行うと、その時間の前後の照度分布の移動量ΔＰが求
められる。光学系20A,20Bの映像信号はそれぞれ第1,第
２の映像検出部30A,30Bで検出され、第1,第２の空間フ
ィルタ40A,40Bに入力される。空間フィルタ40A,40Bは路
面の光学的にランダムなパターンから特定の空間的な周
波数成分を検出し、その時間的な挙動を調べることによ
り路面との相対的な車体の位置と速度を計測する。
ダーレンズ21,24によってラインセンサ31と平行な方向
については該ラインセンサ31上に結像し、垂直な方向に
対してはラインセンサ31が焦点になるようにレンズ系が
構成されている。。すなわち、ラインセンサ31は、多数
の光電変換素子を車体進行方向に連続的に結合したもの
で、照射面の照射分布を各素子により検知し、各素子が
変換した電気的出力を第1,第２図の映像検出部30A,30B
へ送出する。まず照明によって路面上に光を照射して照
射面を形成する。照射面には、路面の凹凸によっれ照度
の不均一なムラ模様でき、この照度分布がレンズを通し
てラインセンサ上に投影される。レンズは長さＰ、幅Ｗ
の光を集光するように構成されている。ラインセンサに
は、ムラ模様が投影されて、これを構成する各光電変換
素子が照度の強弱に応じた電気的出力を空間フィルタへ
送出する。以上の動作を一定の短時間ΔＴごとに断続し
て行うと、その時間の前後の照度分布の移動量ΔＰが求
められる。光学系20A,20Bの映像信号はそれぞれ第1,第
２の映像検出部30A,30Bで検出され、第1,第２の空間フ
ィルタ40A,40Bに入力される。空間フィルタ40A,40Bは路
面の光学的にランダムなパターンから特定の空間的な周
波数成分を検出し、その時間的な挙動を調べることによ
り路面との相対的な車体の位置と速度を計測する。
ラインセンサ31からの出力は読出回路32を通過した後、
空間フィルタ40A（40B）に入力されることになる。空間
フィルタ40A（40B）は、光学的にランダムな周波数から
構成される反射光から、任意の周波数成分を抽出し、そ
の時系列的な変化から、位相空間において移動距離に対
応するベクトルを求めるものである。即ち、読出回路32
を通過した信号Ｐは、A/D変換器33でデジタル信号に変
換されるが、フーリエ級数に展開すると次の様になる。
空間フィルタ40A（40B）に入力されることになる。空間
フィルタ40A（40B）は、光学的にランダムな周波数から
構成される反射光から、任意の周波数成分を抽出し、そ
の時系列的な変化から、位相空間において移動距離に対
応するベクトルを求めるものである。即ち、読出回路32
を通過した信号Ｐは、A/D変換器33でデジタル信号に変
換されるが、フーリエ級数に展開すると次の様になる。
但し、x0は時刻ｔにおける車輌の位置、 ｘは読出回路から読み出されるラインセンサ内の位置で
あり、x0を基準とする、 ｋ＝２π/L,i＝0,1,2…， Ｌはラインセンサの測定範囲である。
あり、x0を基準とする、 ｋ＝２π/L,i＝0,1,2…， Ｌはラインセンサの測定範囲である。
そして、フーリエ係数Ai(x0)，Bi(x0)は次式で示され
る。
る。
このような信号Ｐにそれぞれ空間フィルタとして、下式
に示す特定周波数の余弦波，正弦波S1，S2を乗算し、所
定範囲で積分する。
に示す特定周波数の余弦波，正弦波S1，S2を乗算し、所
定範囲で積分する。
S1＝Ｆ・cos（ｎ・ｋ・ｘ） …（４） S2＝Ｆ・sin（ｎ・ｋ・ｘ） …（５） ここで、ラインセンサからの出力Ｐは、路面や環境等の
条件が一定の反射光によるものであれば、あるｎ次の成
分については３角関数的に連続して変化するはずであ
り、例えば下式で示されることになる。
条件が一定の反射光によるものであれば、あるｎ次の成
分については３角関数的に連続して変化するはずであ
り、例えば下式で示されることになる。
Pn（ΔＬ）＝Ｇ・sin（ｎ・ｋ・ΔＬ＋φ） …（８） 従って、ｎ次のフーリエ係数An，Bnは次の様に求められ
る。
る。
同様にして Bn(x0)＝Ｇ・cos（nkx0＋φ） …（10） （９）（10）式を上記（６）（７）式に代入して整理す
ると次式となる。
ると次式となる。
a(x0)＝（FL/2）・Gcos（nkx0＋φ） …（11） b(x0)＝（FL/2）・Gsin（nkx0＋φ） …（12） このようにして得られるa(x0)，b(x0)は、三角関数に振
動するものであり、その後移動距離演算部へ入力され
る。
動するものであり、その後移動距離演算部へ入力され
る。
ここで、移動距離演算部は、a(x0)，b(x0)を２次元の座
標とするベクトルＡの第４図を示す位相平面上での原点
を中心とする回転角ρを求める。即ち、第４図に示すよ
うにa(x0)，b(x0)を２次元の座標とするベクトルＡは、
移動距離x0に比例した回転角nkx0で回転する。次に関係
式が成り立つ。
標とするベクトルＡの第４図を示す位相平面上での原点
を中心とする回転角ρを求める。即ち、第４図に示すよ
うにa(x0)，b(x0)を２次元の座標とするベクトルＡは、
移動距離x0に比例した回転角nkx0で回転する。次に関係
式が成り立つ。
nkx0＋φ＝２πｍ＋ρ …（13） 但し、ｍは原点を中心とした回転数、 ρ＝arctan（ｂ（x0）/a（x0））、 （０≦ρ≦２π） φは初期値つまりρt=0である。
従って、（13）式を変形すれば、求めようとする移動距
離x0が次式で示される。
離x0が次式で示される。
x0＝ｍ・ｐ＋（ρ−φ）p/2π …（14） 概略的には、第２図に示すように、路面80のパターンを
光学系20A（20B）を介して映像検出部30A（30B）によっ
て検出し、その出力を空間フィルタ40A（40B）に入力す
る。空間フィルタにおいては入力値と、予め計算し、予
め設定して置いた設定パターンを用いて積和演算を行
う。ここでは、正弦波パターンを用いている。設定パタ
ーンは、映像検出部30A（30B）のラインセンサ31の素子
数とピットで決まる周期分のデータを持っている。空間
フィルタの出力を演算処理部50A（50B）で演算処理して
車の移動距離を算出し、この移動距離を時間で微分して
速度を求める。また、車の動きに比べて充分小さい周期
で位置を検出するときは、２つの検出処理部の１周期で
の移動距離測定値の差から車の方向の変化を求め、その
変化の平均値でその期間を走行したものとして車体の位
置を求める。
光学系20A（20B）を介して映像検出部30A（30B）によっ
て検出し、その出力を空間フィルタ40A（40B）に入力す
る。空間フィルタにおいては入力値と、予め計算し、予
め設定して置いた設定パターンを用いて積和演算を行
う。ここでは、正弦波パターンを用いている。設定パタ
ーンは、映像検出部30A（30B）のラインセンサ31の素子
数とピットで決まる周期分のデータを持っている。空間
フィルタの出力を演算処理部50A（50B）で演算処理して
車の移動距離を算出し、この移動距離を時間で微分して
速度を求める。また、車の動きに比べて充分小さい周期
で位置を検出するときは、２つの検出処理部の１周期で
の移動距離測定値の差から車の方向の変化を求め、その
変化の平均値でその期間を走行したものとして車体の位
置を求める。
さらに詳しくは、第２図に示すように、路面80の映像信
号を光学系20A（20B）を介して映像検出部30A（30B）に
入力する。映像検出部30A（30B）においてはラインセン
サ31がその映像を検出し、その映像検出信号を読出回路
32が読み出し、その映像検出信号をA/D変換して空間フ
ィルタ40A（40B）に入力する。空間フィルタ40A（40B）
においては、掛算部41aで映像検出部30A（30B）からの
映像検出信号とパターン設定部42aの正弦波パターン設
定信号を掛け合わせると共に、掛算部41bで映像検出信
号とパターン設定部42bの余弦波パターン設定信号を掛
け合わせる。さらに第１の掛算部41aの掛算信号を積分
演算部43aで積分しその積分信号ａを出力すると共に、
掛算部41bの掛算信号を第２の積分演算部43bで積分し、
その積分信号ｂを出力する。
号を光学系20A（20B）を介して映像検出部30A（30B）に
入力する。映像検出部30A（30B）においてはラインセン
サ31がその映像を検出し、その映像検出信号を読出回路
32が読み出し、その映像検出信号をA/D変換して空間フ
ィルタ40A（40B）に入力する。空間フィルタ40A（40B）
においては、掛算部41aで映像検出部30A（30B）からの
映像検出信号とパターン設定部42aの正弦波パターン設
定信号を掛け合わせると共に、掛算部41bで映像検出信
号とパターン設定部42bの余弦波パターン設定信号を掛
け合わせる。さらに第１の掛算部41aの掛算信号を積分
演算部43aで積分しその積分信号ａを出力すると共に、
掛算部41bの掛算信号を第２の積分演算部43bで積分し、
その積分信号ｂを出力する。
演算処理部50A（50B）においては、積分信号をローパス
フィルタ51aに通して信号Saを得ると共に、積分信号S2
をローパスフィルタ51bに通して信号Sbを得る。信号Sa
とSbはそれぞれ三角関数演算部52と回転軌跡演算部（ｍ
演算部）70に入力される。三角関数演算部52は信号Saと
Sbをもとに演算し、出力ρ＝arctan（Sb/Sa）を算出す
る。位相演算部53は入力ρと初期位相φをもとに（ρ−
φ）/2πを算出する。
フィルタ51aに通して信号Saを得ると共に、積分信号S2
をローパスフィルタ51bに通して信号Sbを得る。信号Sa
とSbはそれぞれ三角関数演算部52と回転軌跡演算部（ｍ
演算部）70に入力される。三角関数演算部52は信号Saと
Sbをもとに演算し、出力ρ＝arctan（Sb/Sa）を算出す
る。位相演算部53は入力ρと初期位相φをもとに（ρ−
φ）/2πを算出する。
ｍ演算部70では、第３図に示す如く、信号Saが正弦波信
号演算部71aを通して掛算部72aとデータ保持部73aに導
かれ、信号Sbは正弦波信号演算部71bを通して和算部74a
とデータ保持部73bに導かれる。掛算部72bはデータ保持
部73aからの前回のサンプリング値と現在のサンプリン
グ値を乗算する。和算部74aは現在のサンプリング値と
データ保持部73bの前回のサンプリング値を和算する。
掛算部72bは掛算部72aの乗算値と和算部74bの和算値と
を乗算し、和算部74aは掛算部72bの現在の乗算値とデー
タ保持部73cによる前回値を加算してｍ信号を出力す
る。
号演算部71aを通して掛算部72aとデータ保持部73aに導
かれ、信号Sbは正弦波信号演算部71bを通して和算部74a
とデータ保持部73bに導かれる。掛算部72bはデータ保持
部73aからの前回のサンプリング値と現在のサンプリン
グ値を乗算する。和算部74aは現在のサンプリング値と
データ保持部73bの前回のサンプリング値を和算する。
掛算部72bは掛算部72aの乗算値と和算部74bの和算値と
を乗算し、和算部74aは掛算部72bの現在の乗算値とデー
タ保持部73cによる前回値を加算してｍ信号を出力す
る。
さらに演算処理部50A（50B）においては、第２図に示す
如く、和算部54がｍ演算部70のｍ信号と位相演算部53の
位相信号を和算し、この和算部54の加算値と空間フィル
タのピッチ（周期）Ｐを掛け算して移動距離を算出する
と共に、この移動距離信号を微分演算部56に入力して速
度を算出する。
如く、和算部54がｍ演算部70のｍ信号と位相演算部53の
位相信号を和算し、この和算部54の加算値と空間フィル
タのピッチ（周期）Ｐを掛け算して移動距離を算出する
と共に、この移動距離信号を微分演算部56に入力して速
度を算出する。
第１図に示すように、車体10の底面部11の中心点をＡ
（x,y）とし、車が矢印方向に走行しているとき、車が
Ｘ−Ｙ平面上でＸ軸に対しθの角度で移動しているとす
る。ここで、１サンプリングによる第1,第２の検出処理
部60A,60Bの出力がΔr,Δｌ（位置）変化したとする
と、車体10の進行方向変化Δθは、サンプリング周期が
短いとして、 Δθ≒（ｌ−ｒ）/D ……（15） となり、車体10の現在の角度θｎは θｎ＝θn-1＋Δθ ……（16） となる。ここでθn-1は前回のサンプリング時の角度で
ある。この間、平均的に で移動したものとして、次式（３），（４）からＡ点の
位置で（xn，yn）を求めることができる。
（x,y）とし、車が矢印方向に走行しているとき、車が
Ｘ−Ｙ平面上でＸ軸に対しθの角度で移動しているとす
る。ここで、１サンプリングによる第1,第２の検出処理
部60A,60Bの出力がΔr,Δｌ（位置）変化したとする
と、車体10の進行方向変化Δθは、サンプリング周期が
短いとして、 Δθ≒（ｌ−ｒ）/D ……（15） となり、車体10の現在の角度θｎは θｎ＝θn-1＋Δθ ……（16） となる。ここでθn-1は前回のサンプリング時の角度で
ある。この間、平均的に で移動したものとして、次式（３），（４）からＡ点の
位置で（xn，yn）を求めることができる。
ここで、ｎは今回,n−１は前回座標である。従って、
（15）〜（18）式を演算して車の位置（x,y）と向きθ
を求める。
（15）〜（18）式を演算して車の位置（x,y）と向きθ
を求める。
空間フィルタの２出力は、第４図に示すように、位相平
面上を車の動きに従って回転する。それ故、走行距離は
次式によって演算される。
面上を車の動きに従って回転する。それ故、走行距離は
次式によって演算される。
X0＝（２πｍ＋ρ−P/nK＝ｍ×Ｐ＋（ρ−φ）/2πＰ…
（19） 但し、ｍは原点を中心にした軌跡の回転数（反時計方向
を正とする）、X0は移動距離、Ｐは空間フィルタのピッ
チ（周期），ρ＝arctan（Sb/Sa）,0≦ρ＜２π,P＝ρt
＝０（初期値）である。
（19） 但し、ｍは原点を中心にした軌跡の回転数（反時計方向
を正とする）、X0は移動距離、Ｐは空間フィルタのピッ
チ（周期），ρ＝arctan（Sb/Sa）,0≦ρ＜２π,P＝ρt
＝０（初期値）である。
第７図，第８図は上述の動作フローを示すもので、第７
図は空間フィルタ40A（40B）の演算フロー、第８図は演
算処理部50A（50B）の演算フローである。
図は空間フィルタ40A（40B）の演算フロー、第８図は演
算処理部50A（50B）の演算フローである。
第７図に示すように、ステップS1でラインセンサ（CC
D）の出力をA/D変換して空間フィルタに入力する。空間
フィルタにおいては、ステップS2に示す如く、窓関数デ
ータ１として正弦波（sin）パターンを読み込み、この
正弦波パターンとCCD出力の積和演算を実行する（ステ
ップS3）。次に、ステップS4に示すように、窓関数デー
タ２として余弦波（cos）パターンを読み込み、この余
弦波パターンとCCD出力の積和演算を行う（ステップS
5）。そして、ステップS6に示すように、ステップS1〜S
5の動作をCCDの素子数例えば2048回繰り返す。
D）の出力をA/D変換して空間フィルタに入力する。空間
フィルタにおいては、ステップS2に示す如く、窓関数デ
ータ１として正弦波（sin）パターンを読み込み、この
正弦波パターンとCCD出力の積和演算を実行する（ステ
ップS3）。次に、ステップS4に示すように、窓関数デー
タ２として余弦波（cos）パターンを読み込み、この余
弦波パターンとCCD出力の積和演算を行う（ステップS
5）。そして、ステップS6に示すように、ステップS1〜S
5の動作をCCDの素子数例えば2048回繰り返す。
第８図に示すように、演算処理部においては空間フィル
タの出力信号ａとｂをそれぞれ１次元のローパスフィル
タに通し（ステップS7,S8）、ステップS9に示す如く、
位相平面上軌跡が第一象現と第四象現の間を移る回数
を、第四象現から第一象現に移る方向を正として、数え
てｎ演算を実行する。次に、ステップS10に示すよう
に、ρ＝arctan（Sb/Sa）を０≦ρ＜２πの範囲で計算
して位相演算を実行し、ステップS11に示すように、ｍ
・Ｐ＋（ρ−Ｐ）/2π・Ｐを算出して距離演算を実行す
ると共に、ステップS12に示すように距離を微分して速
度演算を実行する。
タの出力信号ａとｂをそれぞれ１次元のローパスフィル
タに通し（ステップS7,S8）、ステップS9に示す如く、
位相平面上軌跡が第一象現と第四象現の間を移る回数
を、第四象現から第一象現に移る方向を正として、数え
てｎ演算を実行する。次に、ステップS10に示すよう
に、ρ＝arctan（Sb/Sa）を０≦ρ＜２πの範囲で計算
して位相演算を実行し、ステップS11に示すように、ｍ
・Ｐ＋（ρ−Ｐ）/2π・Ｐを算出して距離演算を実行す
ると共に、ステップS12に示すように距離を微分して速
度演算を実行する。
第９図は本発明の他の実施例を示し、演算処理部として
マイクロコンピュータ90を用いたものである。マイクロ
コンピュータ90は中央処理部（CPU）91,ランダムアクセ
スメモリ92およびリードオンリメモリ（ROM）93によっ
て構成されている。前述のように路面のパターンを光学
系を介してCCDによって検出し、その出力をA/D変換器を
通してマイクロコンピュータ90に入力し、その値と、予
め計算してROM93に格納しておいた設定パターンをもと
に、前述の如き演算処理を実行する。
マイクロコンピュータ90を用いたものである。マイクロ
コンピュータ90は中央処理部（CPU）91,ランダムアクセ
スメモリ92およびリードオンリメモリ（ROM）93によっ
て構成されている。前述のように路面のパターンを光学
系を介してCCDによって検出し、その出力をA/D変換器を
通してマイクロコンピュータ90に入力し、その値と、予
め計算してROM93に格納しておいた設定パターンをもと
に、前述の如き演算処理を実行する。
G.発明の効果 本発明は、以上の如く、車体に光学系センサを設け、該
光学系センサの検出信号を１次元のフィルタ手段で処理
し、その出力から車体の２次元の位置，速度，進行方向
を検出するようにしたから、誘導線，反射テープ等の走
行路の加工が不要にして、非接触で計測することがで
き、路面の凹凸や外力等によるスリップや車輪の摩粍の
影響を受けず精度良い位置，速度の計測が出来る。
光学系センサの検出信号を１次元のフィルタ手段で処理
し、その出力から車体の２次元の位置，速度，進行方向
を検出するようにしたから、誘導線，反射テープ等の走
行路の加工が不要にして、非接触で計測することがで
き、路面の凹凸や外力等によるスリップや車輪の摩粍の
影響を受けず精度良い位置，速度の計測が出来る。
第１図は本発明による位置検出装置のブロック線図、第
２図は本発明の実施例による検出処理部の詳細を示すブ
ロック図、第３図は回転軌跡演算部のブロック図、第４
図は回転軌跡演算部の回転軌跡図、第５図および第６図
はそれぞれ光学系の構成図、第７図は空間フィルタの演
算フロー図、第８図は演算処理部の演算フロー図、第９
図は検出処理部の他の実施例を示すブロック図である。 10…車体、11…車体の底面部、20A…第１の光学系、20B
…第２の光学系、30A…第１の映像検出部、30B…第２の
映像検出部、40A…第１の空間フィルタ、40B…第２の空
間フィルタ、50A…第１の演算処理部、50B…第２の演算
処理部、60A…第１の検出処理部、60B…第２の検出処理
部。
２図は本発明の実施例による検出処理部の詳細を示すブ
ロック図、第３図は回転軌跡演算部のブロック図、第４
図は回転軌跡演算部の回転軌跡図、第５図および第６図
はそれぞれ光学系の構成図、第７図は空間フィルタの演
算フロー図、第８図は演算処理部の演算フロー図、第９
図は検出処理部の他の実施例を示すブロック図である。 10…車体、11…車体の底面部、20A…第１の光学系、20B
…第２の光学系、30A…第１の映像検出部、30B…第２の
映像検出部、40A…第１の空間フィルタ、40B…第２の空
間フィルタ、50A…第１の演算処理部、50B…第２の演算
処理部、60A…第１の検出処理部、60B…第２の検出処理
部。
Claims (2)
- 【請求項１】車体の底面部に配設され走行路面のパター
ンを撮取する光学系と、該光学系により撮取した映像パ
ターンを所定の周期でサンプリングして映像パターン信
号を得る映像検出部と、該映像検出部の映像パターン信
号と予め設定された三角関数設定信号を乗算し、該乗算
信号を積分演算して三角関数パターン信号を得るフィル
タ手段と、該フィルタ手段の三角関数パターン信号をも
とに乗算加算処理して前記車体の移動距離信号を算出す
る演算処理部とによって構成したことを特徴とする無人
車の位置検出装置。 - 【請求項２】車体の底面部に配設され走行路面のパター
ンを撮取する第１の光学系と、該第１の光学系により撮
取した映像パターンを所定の周期でサンプリングして映
像パターン信号を得る第１の映像検出部と、該第１の映
像検出部の映像パターン信号と予め設定された三角関数
設定信号を乗算し、該乗算信号を積分演算して三角関数
パターン信号を得る第１のフィルタ手段と、該第１のフ
ィルタ手段の三角関数パターン信号をもとに乗算処理し
て前記車体の移動距離信号を算出すると共に、該移動距
離信号を微分演算して速度信号を算出する第１の演算処
理部からなる第１の検出処理手段と、前記車体の進行方
向軸心に関して前記第１の光学系から所定間隔を置いて
前記車体の底面部に配設され走行路面のパターンを撮取
する第２の光学系と、該第２の光学系により撮取した映
像パターンを所定の周期でサンプリングして映像パター
ン信号を得る第２の映像検出部と、該第２の映像検出部
の映像パターン信号と予め設定された三角関数設定信号
を乗算し、該乗算信号を積分演算して三角関数パターン
信号を得る第２のフィルタ手段と、該第２のフィルタ手
段の三角関数パターン信号をもとに乗算処理して前記車
体の移動距離信号を算出すると共に、該移動距離信号を
微分演算して速度信号を算出する第２の演算処理部から
なる第２の検出処理手段とからなり、 前記第１の検出処理部によって求めた移動距離信号と、
前記第２の検出処理部によって求めた移動距離信号およ
び前記第１の光学系と第２の光学系との設置間隔をもと
に前記車体の進行方向角度を算出する手段によって構成
したことを特徴とする無人車の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62323367A JPH0726852B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 無人車の位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62323367A JPH0726852B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 無人車の位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01163609A JPH01163609A (ja) | 1989-06-27 |
| JPH0726852B2 true JPH0726852B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=18153976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62323367A Expired - Lifetime JPH0726852B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 無人車の位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726852B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6571350B2 (ja) * | 2015-02-27 | 2019-09-04 | シャープ株式会社 | 自律走行体、及び自律走行体システム |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP62323367A patent/JPH0726852B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01163609A (ja) | 1989-06-27 |
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