JPH08101714A

JPH08101714A - 飛行体の誘導装置

Info

Publication number: JPH08101714A
Application number: JP5323145A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Tsumura; 俊弘津村; Koji Hosoi; 幸治細井; Masaaki Tashiro; 正昭田代
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】設備が比較的に簡単で、誘導経路に沿って正確
に誘導でき、誘導経路の変更が容易な飛行体の誘導装置
を提供すること。【構成】飛行体１５の誘導領域１１外の高い位置と低い
位置とに誘導信号発射装置１３Ａ、１３Ｂを設け、高い
位置の誘導信号発射装置１３Ａが上方から誘導信号を発
射して誘導領域内を走査し、低い位置の誘導信号発射装
置１３Ｂが側方から誘導信号を発射して誘導領域内を走
査して、二つの誘導信号発射装置１３Ａ、１３Ｂからの
誘導信号により誘導経路が決められ、検出装置１６が検
知した誘導信号により飛行体１５の自動操舵装置を自動
的に制御し、飛行体１５を無人誘導する。【効果】二つの誘導信号発射装置による走査範囲、誘導
信号の方向等を変更するだけで、誘導経路の変更ができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ビームのような指
向性の高い誘導信号を用いる飛行体の誘導装置に関し、
例えば、限られた領域内で作業する無人の飛行体を所望
の経路に沿って飛行させるのに適した飛行体の誘導装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】無人搬送車のような移動体を誘導する一
つの方法として、移動体をレーザビームのような光線の
走査により予め設定した経路に沿って誘導する誘導装置
が提案されている。既提案の誘導装置には、例えば、次
の(i)及び(ii)のものがある。 (i)予め設定された誘導経路に沿って複数のレーザビー
ム発射装置を配設し、それらのレーザビーム発射装置が
発射したレーザービームを移動体に搭載した受光器で追
尾しながら、移動体を誘導する装置（例えば、特開昭５
７ー６４８１８号公報参照）。 (ii)移動体にレーザビーム発射装置を搭載し、予め設定
した誘導経路に沿って複数のコーナキューブ（反射装
置）を配設し、これらのコーナキューブに向けてレーザ
ビームを照射して、その反射光を捕捉しながら、移動体
を誘導する装置（例えば、特開昭５９ー６８６９３号公
報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記(i)の装置は、誘
導経路に沿って複数の高価なレーザビーム発射装置を配
設する必要があり、誘導経路の変更にはレーザビーム発
射装置の配置換えが必要があり、設備が大がかりになっ
て誘導経路の変更に手間がかかる欠点がある。上記(ii)
の装置は、移動体を誘導経路から外れないように誘導す
るための反射光の角度の計算等による方向制御が非常に
複雑であり、また、誘導経路の変更には各コーナキュー
ブの配置換えが必要があり、コーナキューブが移動体を
使って行う作業の邪魔になる欠点がある。上記(i)及び
(ii)の装置は、一次元的な誘導経路に沿った移動体の誘
導には適しているが、二次元的又は三次元的な誘導経路
に沿って飛行する飛行体の誘導には適していない。この
発明の解決しようとする課題は、(i)及び(ii)の誘導装
置の上記のような欠点を有しない飛行体の誘導装置を提
供すること、換言すると、設備が比較的に簡単で、誘導
経路に沿って正確に誘導でき、誘導経路の変更が容易な
飛行体の誘導装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するための手段として、次の構成を採用する。この
発明の構成は、飛行体に設けた検出装置が誘導信号発射
装置からの誘導信号を検知し、この誘導信号により飛行
体の自動操舵装置を制御する飛行体の誘導装置におい
て、飛行体の誘導領域外の高い位置と低い位置とにそれ
ぞれ誘導信号発射装置が設けられ、高い位置の誘導信号
発射装置が上方から誘導信号を発射して誘導領域内を走
査し、低い位置の誘導信号発射装置が側方から誘導信号
を発射して誘導領域内を走査し、二つの誘導信号発射装
置からの誘導信号により誘導経路が決められ、検出装置
が検知した誘導信号により飛行体の自動操舵装置が自動
的に制御され、飛行体が誘導経路に沿って無人誘導され
ることを特徴とする飛行体の誘導装置にある。以下に記
述する実施例では、飛行体の誘導信号としてレーザビー
ムを使用するが、飛行体の誘導信号としては、レーザビ
ームの他に、赤外線、紫外線、可視光線、長音波及びそ
の他の指向性の高い信号を使用することができる。

【０００５】

【実施例】この発明の実施例の説明に先だち、この発明
に関連する移動体の誘導装置を説明する。移動体の第１
の誘導装置は、図２ないし図５に示され、長方形の作業
領域１の短い辺に沿って、ベルトコンベアからなる搬送
装置２を配設し、この搬送装置２上にレーザビーム走査
装置３を搭載し、搬送装置２の駆動モータ４の作動によ
り、レーザビーム走査装置３を作業領域１の短い辺に沿
って移動させるようにする。なお、ベルトコンベアから
なる搬送装置２の代わりに、例えば、作業領域１の短い
辺に沿ってレールを敷設し、このレールに沿って駆動チ
ェーンを設け、この駆動チェーンをレール上に載置した
台車に連結し、この台車にレーザビーム走査装置を設
け、駆動チェーンの移動によりレーザビーム走査装置を
レールに沿って移動させるようにしてもよい。レーザビ
ーム走査装置３は、たとえば、レーザビーム発射装置と
反射鏡とを利用した走査装置を内蔵して構成され、作業
領域１の表面から離れた上方位置から作業領域１の誘導
面ＧＰに向けてレーザービームを発射するようになって
いる。すなわち、レーザビーム走査装置３は、搬送装置
２による搬送方向と直交する方向に沿って作動領域１の
一端（近端）から他端（遠端）までレーザービームＲＢ
を走査できるようになっている。

【０００６】作業領域１内を移動しながら作業を行う無
人トラックタのような移動体５の上面には、検出装置６
が取付けられている。検出装置６は、複数箇（図面では
５個）のレーザ検出器を移動体の進行方向と直交する方
向（幅方向に）に一列に配設して構成されている。移動
体５は自動操舵装置を備えている。この自動操舵装置
は、検出装置６からの信号に基づいて、誘導用レーザビ
ームＲＢが常に検出装置６の中心にあたるように、すな
わち、図４に示すように、レーザビームＲＢ₁、ＲＢ₂が
検出装置６の中心から離れたレーザ検出器にあたると、
レーザビームＲＢ₁、ＲＢ₂が検出装置６の中心のレーザ
検出器にあたるように、移動体５の操舵系を自動的に制
御するように構成されている。

【０００７】図５に示すように、搬送装置２の停止時
に、レーザビーム走査装置３が搬送装置２の搬送方向と
直交す方向（すなわち、図面のＹ方向）の鉛直面に沿っ
てレーザビームＲＢを発射してその走査範囲の走査す
る。レーザビームＲＢの走査がその走査範囲の遠端部又
は近端部に達すると、搬送装置２によりその搬送方向
（すなわち、図面のＸ方向）に移動し、レーザビーム走
査装置３がその発射するレーザビームＲＢを遠端部又は
近端部に固定したままＸ方向に移動し、移動体５を９０
度方向転換させるように、レーザビームＲＢを走査する
ようになっている。すなわち、第１の誘導装置の搬送装
置２は、レーザビーム走査装置３が図２のＳ１、Ｓ２、
Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５及びＳ６の位置にそれぞれ停止するよ
うに、その駆動モータ４を間歇的に駆動するように構成
され、各位置Ｓ１〜Ｓ６における搬送装置２の停止時に
は、レーザビーム走査装置３がＹ方向にレーザビームＲ
Ｂを走査し、搬送装置２の搬送（移動）時には、レーザ
ビームＲＢを近端部又は遠端部に固定したままレーザビ
ーム走査装置３が移動し、Ｘ方向にレーザビームＲＢを
走査する。このようにすれば、図２に鎖線Ａで示すよう
に、長方形の作業領域１内でＳ字状にＵターンしながら
往復移動するように、移動体５を誘導することができ
る。従って、第１の誘導装置は、田、畑、建設用地等の
比較的単純な形状の限られた領域内でトラクタのような
移動体を誘導するのに極めて適している。

【０００８】移動体の第２の誘導装置は、図６及び図７
に示され、第１の誘導装置の一部を変更したものであ
り、その搬送装置２上に載置したレーザビーム走査装置
３は、作業領域１の上面から上方に離れた位置からその
誘導面ＧＰに向け、直線の他にループ又はカーブを描く
ように、レーザビームＲＢを走査できるように構成され
ている。ループ又はカーブを描くような走査は、例え
ば、本発明者による特開昭５８ー８６６０５号公報及び
特開昭５８ー８６６０６号公報記載の発明のような装置
を用いることにより、容易に実現することができる。第
２の誘導装置によれば、モータ４を駆動して搬送装置２
に沿ってレーザビーム操作装置３を移動させ、停止位置
でレーザビームＲＢをループ状に走査させることによ
り、図６に符号Ｂで示すように、所々でループを描くよ
うな複雑な二次元的な経路に沿って移動体を誘導させる
ことができる。

【０００９】移動体の第３の誘導装置は、図８及び図９
に示すように、ビルのような建造物９の壁の一側に沿っ
て垂直方向にワイヤ又はレールを備えた搬送装置２を配
設し、この搬送装置２にレーザビーム走査装置３を取付
ける。そして、レーザビーム走査装置３は、壁の表面か
ら外側方に離れた位置から、建造物９の壁に沿った誘導
面ＧＰに向けてレーザビームＲＢを発射して走査する。
第３の誘導装置では、壁面に吸着して移動する装置を備
えた移動体５を、搬送装置２を使ってレーザビーム走査
装置３を搬送しながら、レーザビームＲＢを走査させる
ことにより、建造物９の壁面に沿って鎖線Ｃで示す誘導
経路を通して、往復移動させることができる。これによ
って、建造物９の壁塗り、仕上げ、窓拭き等の作業を移
動体５を使って行なうことができる。

【００１０】移動体の第４の誘導装置は、図１０に示さ
れ、飛行可能な移動体５の誘導に適用した誘導装置であ
る。第４の誘導装置は、比較的長い支柱８の基部を搬送
装置２上に取付け、支柱８の先端にレーザビーム走査装
置３を取付け、モータ４の駆動により支柱８を立てた搬
送装置２を移動させて、レーザビーム走査装置３を移動
させ、支柱８の上部からレーザビームＲＢを下方の誘導
面ＧＰに向けて走査することにより、限られて空間内で
飛行する移動体５を誘導するようになっている。第４
の誘導装置は、田、畑、試験場等に設置することによっ
て、無人ヘリコプタ、ラジコン式ヘリコプタ等の飛行体
５を誘導して農薬散布等の作業を行なわせることができ
る。移動体の第１ないし第４の誘導装置は、一つのレー
ザビーム走査装置３を移動させるので、二次元的な複雑
な経路に沿って移動体を無人で誘導する場合の設備を簡
単なものにすることができる。

【００１１】この発明の実施例は、図１に示され、前記
の第４の誘導装置における二次元的な誘導を行なわせる
レーザビーム走査装置の他に、主として高さ方向の制御
を行なうレーザビーム走査装置を設け、飛行する移動体
を所望の経路に沿って誘導する場合の例である。飛行体
１５が三次元的に飛行する誘導領域１１の一側に沿っ
て、搬送装置１２を設ける。搬送装置１２としては、例
えば、前記の第１ないし第４の誘導装置で使った搬送装
置２と同様のものが使用できる。搬送装置１２の上に、
比較的長い支柱１８の基部を取付け、支柱１８の先端に
誘導信号発射装置を構成するレーザビーム走査装置１３
Ａを取付け、駆動モータ１４の駆動により支柱１８を立
てた搬送装置１２を移動（例えば、間歇的に移動）させ
て、レーザビーム走査装置１３Ａを移動させ、支柱１８
の上部からレーザビームＲＢ１を下方に向けて走査し得
るようになっている。支柱１８としては、例えば、前記
の第４の誘導装置で使った支柱２と同様のものが使用で
きる。レーザビーム走査装置１３Ａとしては、例えば、
第４の誘導装置又は第２の誘導装置で使ったレーザビー
ム走査装置３と同様のものが使用できる。

【００１２】支柱１８の下部等には誘導信号発射装置を
構成するレーザビーム走査装置１３Ｂが取付けられ、支
柱１８の下部等からレーザビームＲＢ２を横方向に向け
て走査し得るようになっている。レーザビーム走査装置
１３Ｂとしては、例えば、第１又は第３の誘導装置で使
ったレーザビーム走査装置３と同様のものが使用でき
る。飛行体１５としては、例えば、限られて空間内を無
人で飛行できるヘリコプタ型のものを使う。飛行体１５
の上側に検知装置１６が取付けられている。検知装置１
６としては、レーザビーム走査装置１３Ａ、１３Ｂから
発射されるレーザビームＲＢ１、ＲＢ２を検知（受信）
できるものを用いる。例えば、第１ないし第４の誘導装
置で使う検知装置１６と同様のものが使用できる。ま
た、飛行体１５には検知装置１６が検知した検知信号に
基づいて飛行方向等を制御する自動操舵装置が設けられ
ている。実施例の誘導装置１０は、高い位置のレーザビ
ーム走査装置１３Ａが上方から誘導信号を発射して所定
領域内を走査し、低い位置のレーザビーム走査装置１３
Ｂが外側方から誘導信号を所定領域内に発射して走査
し、その領域内における走査が終わると搬送装置１２に
より各レーザビーム走査装置１３Ａ、１３Ｂが順次に次
の領域に移され、それらの領域内を走査して、全ての誘
導領域が走査できるように構成されている。

【００１３】実施例の誘導装置１０は、搬送装置１２の
停止時及び移動時に、支柱１８の上端のレーザビーム走
査装置１３ＡからレーザビームＲＢ１を下方に向けて発
射して走査し、レーザビームＲＢ１による誘導信号が誘
導経路の平面視的な形状を決定する要素になる。また、
搬送装置１２の停止時及び移動時に、支柱１８の下部等
のレーザビーム走査装置１３ＢからレーザビームＲＢ２
を側方に向けて発射して走査し、レーザビームＲＢ２に
よる誘導信号が誘導経路の側面視的な形状（高さ）を決
定する要素になる。飛行体１５の誘導経路は、レーザビ
ームＲＢ１、ＲＢ２による誘導信号により決まる。レー
ザビームＲＢ２の高さを変化させれば、誘導経路が三次
元的なものになる。また、レーザビームＲＢ２の高さを
全く変化させなければ、誘導経路が二次元的なものにな
る。そのため、実施例の誘導装置１０によると、所望の
誘導経路に沿って飛行体１５を無人誘導することができ
る。実施例の飛行体の誘導装置１０は、レーザビーム走
査装置１３Ａ、１３Ｂの走査範囲や方向、搬送装置１２
の移動量等を変更するだけで、飛行体の誘導経路の変更
ができ、所望の誘導経路に沿った飛行体の無人誘導を経
済的に行なうことができる。実施例では搬送装置１２上
に高低の差をつけて二つのレーザビーム走査装置１３
Ａ、１３Ｂを設けた例を説明したが、二つのレーザビー
ム走査装置１３Ａ、１３Ｂは搬送装置１２上に設けなく
てもよく、移動させなくてもよい。

【００１４】

【発明の作用効果】この発明の飛行体の制御装置は、飛
行体の誘導領域外の高い位置と低い位置とにそれぞれ誘
導信号発射装置を設け、高い位置の誘導信号発射装置が
上方から誘導信号を発射して誘導領域内を走査し、低い
位置の誘導信号発射装置が側方から誘導信号を発射して
誘導領域内を走査し、二つの誘導信号発射装置からの誘
導信号により誘導経路を決め、検出装置が検知した誘導
信号により飛行体の自動操舵装置を自動的に制御し、飛
行体を誘導経路に沿って無人誘導するようになっている
から、簡単な設備を使って飛行体を正確に誘導できる。
また、飛行体の誘導領域の外側の高い位置と低い位置と
にそれぞれ誘導信号発射装置を設け、高い位置の誘導信
号発射装置が上方から誘導信号を発射して誘導領域内を
走査し、低い位置の誘導信号発射装置が側方から誘導信
号を発射して誘導領域内を走査するから、誘導信号発射
装置等が飛行体を使って行う作業の邪魔にならない。こ
の発明によると、二つの誘導信号発射装置の走査範囲、
誘導信号の方向等を変更するだけで、飛行体の誘導経路
の変更ができ、所望の誘導経路に沿った飛行体の無人誘
導を経済的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の移動体の誘導装置の実施例の正面図

【図２】第１の誘導装置の平面図

【図３】図２に示す誘導装置の正面図

【図４】第１の誘導装置の誘導の仕方を説明する概略的
な平面図

【図５】第１の誘導装置の誘導方法の概要を示す斜視図

【図６】第２の誘導装置の平面図

【図７】図６に示す誘導装置の正面図

【図８】第３の誘導装置の正面図

【図９】図８に示す誘導装置の平面図

【図１０】第４の誘導装置の正面図

【符号の説明】

１０誘導装置１１誘導領域１２搬送装置１３Ａレーザビーム走査装置１３Ｂレーザビーム走査装置１４駆動モータ１５移動体１６検知装置１８支柱ＲＢ１レーザビームＲＢ２レーザビーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】飛行体に設けた検出装置が誘導信号発射装
置からの誘導信号を検知し、この誘導信号により飛行体
の自動操舵装置を制御する飛行体の誘導装置において、
飛行体の誘導領域外の高い位置と低い位置とにそれぞれ
誘導信号発射装置が設けられ、高い位置の誘導信号発射
装置が上方から誘導信号を発射して誘導領域内を走査
し、低い位置の誘導信号発射装置が側方から誘導信号を
発射して誘導領域内を走査し、二つの誘導信号発射装置
からの誘導信号により誘導経路が決められ、検出装置が
検知した誘導信号により飛行体の自動操舵装置が自動的
に制御され、飛行体が誘導経路に沿って無人誘導される
ことを特徴とする飛行体の誘導装置。