JPH11271448A - レーザ距離計用校正装置及びこれを備えたレーザ測距装置 - Google Patents

レーザ距離計用校正装置及びこれを備えたレーザ測距装置

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JPH11271448A
JPH11271448A JP10077817A JP7781798A JPH11271448A JP H11271448 A JPH11271448 A JP H11271448A JP 10077817 A JP10077817 A JP 10077817A JP 7781798 A JP7781798 A JP 7781798A JP H11271448 A JPH11271448 A JP H11271448A
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laser
range finder
distance
calibration device
pair
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JP10077817A
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Nobuyoshi Hasumi
信義 羽角
Tatsuya Endo
辰也 遠藤
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ距離計のための校正装置であって校正
のための空間を小さくすることのできるレーザ距離計用
校正装置を提供すること。 【解決手段】 互いに対向し合うように平行に配置され
た一対の平面鏡31、32と、この一対の平面鏡のうち
の一方の端部近くに配置された基準検出対象物33とを
備えた、レーザ距離計11のための校正装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無人搬送車などの
移動体の位置計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、製造業においては自動化がすすん
でおり、その生産ラインには無人搬送車に組立て部品を
搭載して自動走行させ、組立て部品を所望の目的地まで
搬送する自動搬送システムが採用されている。このよう
な自動搬送システムにおける無人搬送車の誘導方式には
各種あるが、最近では電磁誘導方式や光学誘導方式など
の固定経路による誘導方式に代わってガイドレス誘導方
式が提案されている。
【0003】このようなガイドレス誘導方式は、例えば
無人搬送車の移動経路の周囲に設置位置が既知の複数個
の反射物を配置し、無人搬送車にはレーザ距離計を搭載
して実現される。すなわち、レーザ距離計から反射物に
対してレーザ光を投射してその反射レーザ光により無人
搬送車から各反射物までの相対距離と、無人搬送車の進
行方向と反射レーザ光の入射角度との間の相対角度を計
測する。そして、演算手段により、あらかじめ知られて
いる各反射物の設置位置データと、レーザ距離計により
得られた相対距離及び相対角度とから、無人搬送車の位
置と方位とを演算することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なガイドレス誘導方式に用いられるレーザ距離計は、常
に所定の距離計測精度を持つことが要求される。このよ
うな所定の距離計測精度を確保するための校正方法とし
て、従来は以下のような方法を採用している。レーザ距
離計との距離が既知である基準検出対象物に対する距離
計測を行うことによってレーザ距離計の計測誤差を求
め、以後、レーザ距離計の出力からその誤差を差し引い
て出力する。
【0005】この方式では、高い距離計測精度が要求さ
れた場合、基準検出対象物を異なった距離で複数個設置
する必要がある。また、レーザ距離計の計測範囲が長距
離にわたる場合には、基準検出対象物を遠くに置く必要
がある。これらの事情から、限られた空間での高精度な
校正作業は困難であった。
【0006】一方、レーザ誘導方式の無人搬送車では、
レーザ距離計をその校正装置と共に搭載することが望ま
しい。しかしながら、上記の説明でも明らかなように、
レーザ距離計と基準検出対象物との距離(計測範囲)は
最大15m程度であるにもかかわらず、無人搬送車上で
はレーザ距離計と基準検出対象物との間隔は数十cm程
度しか確保できない。また、無人搬送車上に設置可能な
基準検出対象物の数は、1〜2個程度に限定される。
【0007】そこで、本発明の第1の課題は、レーザ距
離計のための校正装置であって校正のための空間を小さ
くすることのできるレーザ距離計用校正装置を提供する
ことにある。
【0008】本発明の第2の課題は、校正に必要な基準
検出対象物の数が1個で済むレーザ距離計用校正装置を
提供することにある。
【0009】本発明の第3の課題は、上記のレーザ距離
計用校正装置を備えることで、無人搬送車に適したレー
ザ測距装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
光を照射し、任意の物体からの反射レーザ光を受光して
前記任意の物体までの距離を計測するレーザ距離計のた
めの校正装置において、互いに対向し合うように平行に
配置された一対の平面鏡と、該一対の平面鏡のうちの一
方の端部近くに配置された基準検出対象物とを含むこと
を特徴とするレーザ距離計のための校正装置が提供され
る。
【0011】なお、前記校正装置は、前記レーザ距離計
からのレーザ光を前記一対の平面鏡に入射させ、入射し
たレーザ光が前記一対の平面鏡の間で反射しながら前記
基準検出対象物に到達し、かつそこからの反射レーザ光
が前記一対の平面鏡の間で反射しながら前記レーザ距離
計に戻るように構成されることを特徴とする。
【0012】本発明によればまた、上記の校正装置と上
記のレーザ距離計とを備えたことを特徴とするレーザ測
距装置が提供される。
【0013】特に、前記レーザ距離計は、レーザ光を水
平かつ円周方向に走査して任意の物体からの反射レーザ
光を受光して距離を計測することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】はじめに、図1、図2を参照し
て、本発明に適したレーザ距離計と無人搬送車との関係
について説明する。この無人搬送車は、前述したガイド
レス誘導方式に適している。図1に示すように、無人搬
送車10にはレーザ距離計(走査型距離計)11が搭載
される。レーザ距離計11は、レーザを水平かつ円周方
向に定周期で投射して水平方向の走査を行う。無人搬送
車10の走行領域には、設置位置が既知の2個以上の反
射板12a、12bが検出対象として配置される。
【0015】レーザ距離計11は、無人搬送車10の走
行中に定周期で水平走査を行い、反射板12a、12b
からの反射光を受光することにより反射物12a、12
bまでの距離A、Bと方位を定周期で計測する。なお、
方位は、無人搬送車10の進行方向(図1に一点鎖線で
示す)に対する反射光の受光角度で表され、図1の場
合、反射板12aの方位角はθA 、反射板12bの方位
角はθB である。また、方位角θB とθA との差は、方
位差θABで表される。レーザ距離計11は、測定した距
離A、B及び方位角θA 、θB を示す情報を出力する。
【0016】無人搬送車10は後述する位置演算部を搭
載しており、レーザ距離計11から出力される距離及び
方位の情報と、既知である反射板12a、12bの設置
位置情報とから無人搬送車10の位置及び向きを求め
る。位置演算部は、コンピュータで実現され、反射板1
2a、12bの設置位置情報等を記憶するための記憶装
置を備えている。
【0017】図2を参照して、レーザ距離計11は、レ
ーザの投光器11−1及び受光器11−2とこれらを回
転させるためのモータ11−3とエンコーダ11−4と
を備えている。投光器11−1から投射されたレーザ光
が反射板12aで反射されて受光器11−2で受光され
るまでの時間情報がレーザ距離計11から反射板12a
までの距離を示す情報として位置演算部20に出力され
る。また、レーザ光が無人搬送車の進行方向と同じ角度
で投射されてから反射光が受光器11−2で受光される
までのモータ11−3の回転角度情報がエンコーダ11
−4から方位を示す情報として位置演算部20に出力さ
れる。位置演算部20は、レーザ距離計11から出力さ
れる距離A、Bの情報と、既知である反射板12a、1
2bの設置位置情報とから無人搬送車10の位置及び向
きを求める。なお、位置演算部20における演算処理
は、本発明の要旨ではなく、特願平9−348086号
に詳しく述べられているので、ここでは説明は省略す
る。
【0018】次に、図3〜図5を参照して、本発明によ
るレーザ距離計用校正装置の好ましい実施の形態につい
て説明する。この校正装置は、互いに向かい合うように
平行に配置された一対の平面鏡31、32と、一方の平
面鏡31の一端部近くに配置された基準検出対象物33
とを有する。平面鏡31、32、基準検出対象物33は
それぞれ、図4のような位置関係で一枚の平板状のもの
に固定されるのが好ましい。このようにすれば、この構
成体を無人搬送車に搭載することは容易であり、実際の
運転時にこの構成体が360度にわたる水平方向の走査
に支障をきたさないようにするために、この構成体を校
正位置と退避位置との間で可動とすることも容易であ
る。
【0019】レーザ距離計11は、レーザ光の照射方向
が操作可能であり、平面鏡31に対して様々な入射角度
θでレーザ光を入射させることができるように組合わさ
れる。特に、この例では、レーザ距離計11はそのレー
ザ光の出射端が、平面鏡32の反射面と同一面上にある
ように配置されている。このようにして、レーザ距離計
11と校正装置との組合せをレーザ測距装置として提供
することができる。
【0020】レーザ距離計11からのレーザ光を本校正
装置に入射させると、平面鏡31、32での反射を介し
て基準検出対象物33に到達させることができる。到達
したレーザ光は基準検出対象物33で反射し、反射レー
ザ光は、再び平面鏡31、32での反射を介してレーザ
距離計11へと戻る。
【0021】図4に示すように、本校正装置へのレーザ
光の入射角度θ1 、θ2 によって、平面鏡31、32で
の反射回数n(=0、1、2、…)が変化し、結果とし
て、校正距離(レーザ距離計11から基準検出対象物3
3までのレーザ光の伝播距離)が変わることになる。な
お、本例では、レーザ距離計11からのレーザ光を直
接、基準検出対象物33に投射する場合も考慮してい
る。この場合、反射回数n=0である。
【0022】図5において、n=0の場合を想定して説
明すると、入射角θn は以下の式(1)で表される。
【0023】 θn =tan-1{d×(2n+1)/W} (1) 但し、dは平面鏡31、32間の距離、Wは対象物オフ
セットで、レーザ距離計11のレーザ光出射点が固定で
あるので固定値であり、あらかじめ知ることができる。
【0024】また、校正距離Ln は以下の式で表され
る。
【0025】 Ln =W/cosθn (2) 上記の式(1)、(2)は、図4に示すように入射角が
θ1 、θ2 のように変化した場合にも適用される。
【0026】従って、複数種類の校正距離Ln と実際の
計測値との差を検出することにより、校正のための複数
種類の計測結果が得られる。なお、このような複数の計
測結果をもとにレーザ距離計の距離補正値を求める処理
方法は任意であり、周知の方法を用いても良い。そし
て、このような処理方法は、自動校正機能としてレーザ
距離計に組み込んでも良いし、計測結果を出力して他の
処理装置において校正を行うようにしても良い。また、
人間がオフライン処理を行うようにしても良い。
【0027】いずれにしても、校正装置へのレーザ光の
入射角度を変えることにより、複数の校正距離を一つの
基準検出対象物33で実現できるとともに、レーザ距離
計11と基準検出対象物33の設置空間を小さくするこ
とができる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、レーザ距離計と基準検
出対象物との設置間隔を小さくすることができるので、
無人搬送車の車上のような限られた空間において、近距
離から遠距離までの複数の距離での校正を行うことが可
能となる。
【0029】特に、スキャン機構を持つレーザ距離計へ
適用すると、通常の計測のためのスキャン動作によって
基準検出対象物に対する計測が行え、リアルタイムでの
校正による距離計測の高精度化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される無人搬送車と反射板との位
置関係を示した図で、図(a)は平面図、図(b)は側
面図である。
【図2】図1に示したレーザ距離計の構成と位置演算部
との関係を示した図である。
【図3】本発明によるレーザ距離計の校正装置の基本構
成を示した斜視図である。
【図4】本発明によるレーザ距離計の校正装置の校正動
作を説明するための平面図である。
【図5】本発明によるレーザ距離計の校正装置による校
正距離の計算方法を説明するための図である。
【符号の説明】
10 無人搬送車 11 レーザ距離計 12a、12b 反射板 20 位置演算部 31、32 平面鏡 33 基準検出対象物

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を照射し、任意の物体からの反
    射レーザ光を受光して前記任意の物体までの距離を計測
    するレーザ距離計のための校正装置において、 互いに対向し合うように平行に配置された一対の平面鏡
    と、該一対の平面鏡のうちの一方の端部近くに配置され
    た基準検出対象物とを含むことを特徴とするレーザ距離
    計のための校正装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の校正装置において、該校
    正装置は、前記レーザ距離計からのレーザ光を前記一対
    の平面鏡に入射させ、入射したレーザ光が前記一対の平
    面鏡の間で反射しながら前記基準検出対象物に到達し、
    かつそこからの反射レーザ光が前記一対の平面鏡の間で
    反射しながら前記レーザ距離計に戻るように構成される
    ことを特徴とするレーザ距離計のための校正装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の校正装置と請求項1記載
    のレーザ距離計とを備えたことを特徴とするレーザ測距
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のレーザ測距装置におい
    て、前記校正装置は、該レーザ距離計からのレーザ光を
    前記一対の平面鏡に入射させ、入射したレーザ光が前記
    一対の平面鏡の間で反射しながら前記基準検出対象物に
    到達し、かつそこからの反射レーザ光が前記一対の平面
    鏡の間で反射しながら前記レーザ距離計に戻るように構
    成されることを特徴とするレーザ測距装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のレーザ測距装置におい
    て、前記レーザ距離計は、レーザ光を水平かつ円周方向
    に走査して任意の物体からの反射レーザ光を受光して距
    離を計測することを特徴とするレーザ測距装置。
JP10077817A 1998-03-25 1998-03-25 レーザ距離計用校正装置及びこれを備えたレーザ測距装置 Withdrawn JPH11271448A (ja)

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