JPH087259B2 - 移動体の位置検出装置 - Google Patents
移動体の位置検出装置Info
- Publication number
- JPH087259B2 JPH087259B2 JP19826187A JP19826187A JPH087259B2 JP H087259 B2 JPH087259 B2 JP H087259B2 JP 19826187 A JP19826187 A JP 19826187A JP 19826187 A JP19826187 A JP 19826187A JP H087259 B2 JPH087259 B2 JP H087259B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- projector
- light
- rotation angle
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダンプトラック、ブルドーザ等の土木作業
車両や、湾内の作業船、あるいは工場内の搬送車などの
移動体の位置を検出する装置に関する。
車両や、湾内の作業船、あるいは工場内の搬送車などの
移動体の位置を検出する装置に関する。
特開昭62−50616号公報に示すように、２つの基準点
に旋回するレーザー投光器ををそれぞれ設置し、計測地
点にレーザー受光器を設けると共に、このレーザー受光
器を演算装置に接続し、この演算装置により一方の基準
点のレーザー光が旋回する間の他方の基準点の計測地点
および計測地点と他方の基準点におけるレーザー光の到
達する時間差をそれぞれ求め、これら時間差と両基準点
間の距離とから計測地点の座標を算出することで計測地
点の位置を検出する装置が知られている。
に旋回するレーザー投光器ををそれぞれ設置し、計測地
点にレーザー受光器を設けると共に、このレーザー受光
器を演算装置に接続し、この演算装置により一方の基準
点のレーザー光が旋回する間の他方の基準点の計測地点
および計測地点と他方の基準点におけるレーザー光の到
達する時間差をそれぞれ求め、これら時間差と両基準点
間の距離とから計測地点の座標を算出することで計測地
点の位置を検出する装置が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕 かかる位置検出装置であると、２つの基準点にそれぞ
れレーザー投光器を設置せねばならず、高価なレーザー
投光器を２台必要とするから装置全体が高価となると共
に、２つの基準点にレーザー投光器を正しく設置して２
つのレーザー投光器の間隔を予め定めた距離とする必要
があり、そのレーザー投光器の設置作業が面倒であるば
かりか、設置誤差があると移動体の設置を正確に検出で
きない。
れレーザー投光器を設置せねばならず、高価なレーザー
投光器を２台必要とするから装置全体が高価となると共
に、２つの基準点にレーザー投光器を正しく設置して２
つのレーザー投光器の間隔を予め定めた距離とする必要
があり、そのレーザー投光器の設置作業が面倒であるば
かりか、設置誤差があると移動体の設置を正確に検出で
きない。
そこで、本発明は１台のレーザー投光器を用いて移動
体の位置を検出できるようにした移動体の位置検出装置
を提供することを目的とする。
体の位置を検出できるようにした移動体の位置検出装置
を提供することを目的とする。
移動領域の基準点に、垂直面内でθの角度を持って投
射される第１レーザー光18と第２レーザー光19とを有
し、かつ第１レーザー光18は常時一定出力で、第２レー
ザー光19は基準方位よりの回転角φに比例した出力とな
るレーザー投光器１を水平面方向に回転自在に設置し、
移動体に、全方向受光可能なレーザー受光部22と前記第
１、第２レーザー光18,19の受光状態によりレーザー投
光器１の回転角φ、レーザー投光器１までの距離Ｒを算
出し、かつその回転角φと距離Ｒとに基づいて位置を演
算する演算部27を備えたレーザー受光器３を取付けて、
１台のレーザー投光器１より投光される第１、第２レー
ザー光18,19をレーザー受光器22で受光することで位置
を検出できるようにしたもの。
射される第１レーザー光18と第２レーザー光19とを有
し、かつ第１レーザー光18は常時一定出力で、第２レー
ザー光19は基準方位よりの回転角φに比例した出力とな
るレーザー投光器１を水平面方向に回転自在に設置し、
移動体に、全方向受光可能なレーザー受光部22と前記第
１、第２レーザー光18,19の受光状態によりレーザー投
光器１の回転角φ、レーザー投光器１までの距離Ｒを算
出し、かつその回転角φと距離Ｒとに基づいて位置を演
算する演算部27を備えたレーザー受光器３を取付けて、
１台のレーザー投光器１より投光される第１、第２レー
ザー光18,19をレーザー受光器22で受光することで位置
を検出できるようにしたもの。
移動領域の基準点、例えば土木作業領域の基準点にレ
ーザー投光器１を水平面方向に回転自在に設置すると共
に、その移動領域で移動する移動体、例えば土木作業領
域で移動するブルドーザ２にはレーザー受光器３と送受
信器４を取付け、任意の場所、例えば中央管理事務所５
内に表示パネル６と送受信器７を取付けて、レーザー受
光器３がレーザー投光器１よりのレーザー光を受光する
ことでブルドーザ２の位置を検出し、その位置を送受信
器４及び７で表示パネル６に送って表示する共に、この
表示パネル６に表示されたブルドーザ２の位置に応じて
ブルドーザ２に作業動作指令を出力するようにしてあ
る。
ーザー投光器１を水平面方向に回転自在に設置すると共
に、その移動領域で移動する移動体、例えば土木作業領
域で移動するブルドーザ２にはレーザー受光器３と送受
信器４を取付け、任意の場所、例えば中央管理事務所５
内に表示パネル６と送受信器７を取付けて、レーザー受
光器３がレーザー投光器１よりのレーザー光を受光する
ことでブルドーザ２の位置を検出し、その位置を送受信
器４及び７で表示パネル６に送って表示する共に、この
表示パネル６に表示されたブルドーザ２の位置に応じて
ブルドーザ２に作業動作指令を出力するようにしてあ
る。
前記レーザー投光器１は第２図に示すように、基台10
にレーザー投光器本体11を水平面方向に回転自在に支承
すると共に、このレーザー投光器本体11に取着したリン
グ体12の内周面にモータ13に連結した回転体14を圧接
し、モータ13を駆動することで回転体14とともにレーザ
ー投光器本体11が回転するようにすると共に、回転体14
の外周面に回転角検出器15を圧接してあり、前記レーザ
ー投光器本体11には第１、第２レーザー投光部16,17が
設けられ、第１レーザー投光部16は第１レーザー光18を
水平方向に常時一定出力で投光し、第２レーザー投光部
17は第２レーザー光19を水平方向より上向きに回転角と
比例した出力で投光するようにしてある。つまり、第２
レーザー光19の出力は回転角検出器15より検出した回転
角に比例して360度回転する間に順次大きくなるように
制御される。
にレーザー投光器本体11を水平面方向に回転自在に支承
すると共に、このレーザー投光器本体11に取着したリン
グ体12の内周面にモータ13に連結した回転体14を圧接
し、モータ13を駆動することで回転体14とともにレーザ
ー投光器本体11が回転するようにすると共に、回転体14
の外周面に回転角検出器15を圧接してあり、前記レーザ
ー投光器本体11には第１、第２レーザー投光部16,17が
設けられ、第１レーザー投光部16は第１レーザー光18を
水平方向に常時一定出力で投光し、第２レーザー投光部
17は第２レーザー光19を水平方向より上向きに回転角と
比例した出力で投光するようにしてある。つまり、第２
レーザー光19の出力は回転角検出器15より検出した回転
角に比例して360度回転する間に順次大きくなるように
制御される。
例えば、第２レーザー投光部17に半導体レーザーを用
い、その半導体レーザーの駆動電流を前記回転角検出器
15よりの回転角で制御することにより、そのレーザー光
の投光出力を第３図実線に示すように360度回転する毎
に順次増大することができる。なお、第１レーザー光19
の出力は第３図破線のようになる。
い、その半導体レーザーの駆動電流を前記回転角検出器
15よりの回転角で制御することにより、そのレーザー光
の投光出力を第３図実線に示すように360度回転する毎
に順次増大することができる。なお、第１レーザー光19
の出力は第３図破線のようになる。
また、第１レーザー光18と第２レーザー光19とは予め
定めた角度θとなして投光されることになる。
定めた角度θとなして投光されることになる。
前記レーザー受光器３は第４図に示すように、伸縮自
在な４本の脚20を備えた基台21にレーザー受光器22を取
付けたものであり、その４本の脚20を伸縮してレーザー
受光部22が常に垂直となるようにしてあると共に、レー
ザー受光部22は円筒体の外表面に太陽電池を貼着したも
ので、そのレーザー光を受光した位置を感知できるよう
になっている。
在な４本の脚20を備えた基台21にレーザー受光器22を取
付けたものであり、その４本の脚20を伸縮してレーザー
受光部22が常に垂直となるようにしてあると共に、レー
ザー受光部22は円筒体の外表面に太陽電池を貼着したも
ので、そのレーザー光を受光した位置を感知できるよう
になっている。
すなわち、第５図に示すように太陽電池23は上下方向
に等間隔で多数貼着され、第１レーザー光18と第２レー
ザー光19とを受光した太陽電池23a,23bによりその間の
距離ｌを知ることができる。
に等間隔で多数貼着され、第１レーザー光18と第２レー
ザー光19とを受光した太陽電池23a,23bによりその間の
距離ｌを知ることができる。
第６図はレーザー投光器とレーザー受光器との概略説
明図であり、第１レーザー投光器16は第１駆動回路24で
常時一定出力となるように制御され、第２レーザー投光
器17は第２駆動回路25で回転角検出器15よりの回転角φ
に基づいて前述のように出力が制御される。
明図であり、第１レーザー投光器16は第１駆動回路24で
常時一定出力となるように制御され、第２レーザー投光
器17は第２駆動回路25で回転角検出器15よりの回転角φ
に基づいて前述のように出力が制御される。
レーザー受光部22で受光した２つの太陽電池よりの信
号は受光素子認識部26に送られて前記距離ｌを演算部27
に出力する。
号は受光素子認識部26に送られて前記距離ｌを演算部27
に出力する。
次にブルドーザ２の位置を検出する動作を説明する。
第５図に示すように、レーザー投光器１とレーザー受
光器３との距離Ｒは、 となり、θが既知であるから第１、第２レーザー光18,1
9のレーザー受光部22の受光間距離ｌを測定することで
レーザー投光器１とレーザー受光器３との距離Ｒを測定
できる。
光器３との距離Ｒは、 となり、θが既知であるから第１、第２レーザー光18,1
9のレーザー受光部22の受光間距離ｌを測定することで
レーザー投光器１とレーザー受光器３との距離Ｒを測定
できる。
したがって、演算部27は、受光素子認識部26よりの受
光間距離ｌと第１、第２レーザー光18,19の角度設定器2
8よりの角度θとより前記式を演算してレーザー投光
器１とレーザー受光器３との距離Ｒを算出する第１演算
回路29を備えている。
光間距離ｌと第１、第２レーザー光18,19の角度設定器2
8よりの角度θとより前記式を演算してレーザー投光
器１とレーザー受光器３との距離Ｒを算出する第１演算
回路29を備えている。
また、レーザー受光部22における第１レーザー光18及
び第２レーザー光19を受光した太陽電池23a,23bの出力
電圧により第１レーザー光18の出力P1と第２レーザー光
19の出力P2の比からレーザー投光器１の回転角φを算出
する第２演算回路30を演算部27に設ける。
び第２レーザー光19を受光した太陽電池23a,23bの出力
電圧により第１レーザー光18の出力P1と第２レーザー光
19の出力P2の比からレーザー投光器１の回転角φを算出
する第２演算回路30を演算部27に設ける。
つまり、第２レーザー光19の出力は回転角φに比例す
るから、第１レーザー光18の出力P1と第２レーザー光19
の出力P2との比P2/P2によってレーザー投光器１の回転
角φが求める。
るから、第１レーザー光18の出力P1と第２レーザー光19
の出力P2との比P2/P2によってレーザー投光器１の回転
角φが求める。
なお、レーザー光の出力の比を求めるようにしたのは
下記の理由である。
下記の理由である。
一般にレーザー光は大気中を伝搬すると伝搬距離に反
比例して減衰する。また気温や湿度の変化により大気の
屈折率が変化するとレーザー光の減率率も変化する。
比例して減衰する。また気温や湿度の変化により大気の
屈折率が変化するとレーザー光の減率率も変化する。
レーザー光の減衰率をα、太陽電池の変換効率をηと
すると、第１レーザー光18を受光した太陽電池23aの出
力P1と第２レーザー19を受光した太陽電池23bの出力P2
はそれぞれ、P1＝αηP1,P2＝αηP2となる。
すると、第１レーザー光18を受光した太陽電池23aの出
力P1と第２レーザー19を受光した太陽電池23bの出力P2
はそれぞれ、P1＝αηP1,P2＝αηP2となる。
ここで両者の比をとると となり、太陽電池の出力の比は減衰率α、変換効率ηに
関係ないことが判る。
関係ないことが判る。
以上のことから、第８図に示すようにレーザー投光器
１とレーザー受光器３の距離Ｒ及びレーザー投光器１の
回転角φよりレーザー受光器３の位置、つまりブルドー
ザ２の位置をレーザー投光器１を原点０としたX,Y座標
で検出できる。
１とレーザー受光器３の距離Ｒ及びレーザー投光器１の
回転角φよりレーザー受光器３の位置、つまりブルドー
ザ２の位置をレーザー投光器１を原点０としたX,Y座標
で検出できる。
つまり、Ｘ座標はRcosφ、Ｙ座標はRsinφとなるの
で、この演算をする第３演算回路31を演算部27に設け
る。
で、この演算をする第３演算回路31を演算部27に設け
る。
なお、この場合にレーザー投光器１が回転開始する位
置の時の第１、第２レーザー光18,19の投光方向をＸ方
向、例えば北向きと設定する。
置の時の第１、第２レーザー光18,19の投光方向をＸ方
向、例えば北向きと設定する。
また、第９図に示すように第１レーザー光18を受光す
る太陽電池によって基準Ｈとし、レーザー受光部22の下
端から受光位置までの高さをｈとすると、高さ方向の位
置はＨ−ｈで算出できる。
る太陽電池によって基準Ｈとし、レーザー受光部22の下
端から受光位置までの高さをｈとすると、高さ方向の位
置はＨ−ｈで算出できる。
移動領域の基準点に１台のレーザー投光器１を設置す
れば良いので、装置全体を安価にできると共に、レーザ
ー投光器１の設置作業が簡単となる。
れば良いので、装置全体を安価にできると共に、レーザ
ー投光器１の設置作業が簡単となる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体斜視図、第
２図はレーザー投光器の詳細図、第３図は第１、第２レ
ーザー光の出力を示す図表、第４図はレーザー受光部の
斜視図、第５図は第１、第２レーザー光の受光状態の説
明図、第６図はレーザー投光器とレーザー受光器の概略
図、第７図は演算部の説明図、第８図は位置検出の説明
図、第９図は高さ方向の検出説明図である。 １はレーザー投光器、３はレーザー受光器、18,19は第
１、第２レーザー光、22はレーザー受光部、27は演算
部。
２図はレーザー投光器の詳細図、第３図は第１、第２レ
ーザー光の出力を示す図表、第４図はレーザー受光部の
斜視図、第５図は第１、第２レーザー光の受光状態の説
明図、第６図はレーザー投光器とレーザー受光器の概略
図、第７図は演算部の説明図、第８図は位置検出の説明
図、第９図は高さ方向の検出説明図である。 １はレーザー投光器、３はレーザー受光器、18,19は第
１、第２レーザー光、22はレーザー受光部、27は演算
部。
Claims (1)
- 【請求項１】移動領域の基準点に、垂直面内で（θ）の
角度を持って投射される第１レーザー光（18）と第２レ
ーザー光（19）とを有し、かつ第１レーザー光（18）は
常時一定出力で、第２レーザー光（19）は基準方位より
の回転角（φ）に比例した出力となるレーザー投光器
（１）を水平面方向に回転自在に設置し、移動体に、全
方向受光可能なレーザー受光部（22）と前記第１、第２
レーザー光（18），（19）の受光状態によりレーザー投
光器（１）の回転角（φ）、レーザー投光器（１）まで
の距離（Ｒ）を算出し、かつその回転角（φ）と距離
（Ｒ）とに基づいて位置を演算する演算部（27）を備え
たレーザー受光器（３）を取付けたことを特徴とする移
動体の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826187A JPH087259B2 (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | 移動体の位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826187A JPH087259B2 (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | 移動体の位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6441883A JPS6441883A (en) | 1989-02-14 |
| JPH087259B2 true JPH087259B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=16388191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19826187A Expired - Lifetime JPH087259B2 (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | 移動体の位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087259B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7075097B2 (en) * | 2004-03-25 | 2006-07-11 | Mitutoyo Corporation | Optical path array and angular filter for translation and orientation sensing |
| US7307736B2 (en) * | 2004-03-31 | 2007-12-11 | Mitutoyo Corporation | Scale for use with a translation and orientation sensing system |
-
1987
- 1987-08-10 JP JP19826187A patent/JPH087259B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6441883A (en) | 1989-02-14 |
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