JPH0481677A - 移動体の位置検知装置 - Google Patents
移動体の位置検知装置Info
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- JPH0481677A JPH0481677A JP19552690A JP19552690A JPH0481677A JP H0481677 A JPH0481677 A JP H0481677A JP 19552690 A JP19552690 A JP 19552690A JP 19552690 A JP19552690 A JP 19552690A JP H0481677 A JPH0481677 A JP H0481677A
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 244000245420 ail Species 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、位置が既知な多数の光反射手段のうちの複数
個と移動体との角度を検出して移動体の位置を検知する
位置検知装置に関するものである。
個と移動体との角度を検出して移動体の位置を検知する
位置検知装置に関するものである。
(発明の背景)
位置が既知の3つの光反射手段の移動体からの方位を3
つの位置で検出し、その間の移動体の移動量と移動方向
とを検出することにより移動体の位置を検出する方法が
、本願の出願人により提案されている(特願昭63−3
15172、同63−315173号)。ここに走査光
は所定時間間隔で断続射出されると共に、垂直方向に主
走査されかつ水平方向に副走査される。
つの位置で検出し、その間の移動体の移動量と移動方向
とを検出することにより移動体の位置を検出する方法が
、本願の出願人により提案されている(特願昭63−3
15172、同63−315173号)。ここに走査光
は所定時間間隔で断続射出されると共に、垂直方向に主
走査されかつ水平方向に副走査される。
しかし移動体と光反射手段との距離は常に変化するため
、光反射主段側における走査光の走査密度はこの距離に
よって大幅に変化する。このため特に遠い光反射手段に
対しては走査光が光反射手段に当たらず、反射光を受光
できないという場合が生じ得る。この場合には位置検出
精度か低下したり、位置検出速度が遅くなる、等の間顕
か生じる。
、光反射主段側における走査光の走査密度はこの距離に
よって大幅に変化する。このため特に遠い光反射手段に
対しては走査光が光反射手段に当たらず、反射光を受光
できないという場合が生じ得る。この場合には位置検出
精度か低下したり、位置検出速度が遅くなる、等の間顕
か生じる。
また最も遠い光反射手段に対して走査光が確実に当たる
ように、走査密度を高めることも考えられるが、この場
合には走査速度が著しく高くなり、その駆動速度が大き
くなったり、消費電力が増大したり、可動部分の寿命が
短くなる等の不都合が生じる。
ように、走査密度を高めることも考えられるが、この場
合には走査速度が著しく高くなり、その駆動速度が大き
くなったり、消費電力が増大したり、可動部分の寿命が
短くなる等の不都合が生じる。
(発明の目的)
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、走
査速度を著しく高めることなく、騒音や消費電力を増や
すことなく、また可動部分の寿命を短くすることなく、
遠い光反射手段にも走査光を確実に当てることができる
移動体の位置検知装置を提供することを目的とするもの
である。
査速度を著しく高めることなく、騒音や消費電力を増や
すことなく、また可動部分の寿命を短くすることなく、
遠い光反射手段にも走査光を確実に当てることができる
移動体の位置検知装置を提供することを目的とするもの
である。
(発明の構成)
本発明によればこの目的は、位置が既知の多数の光反射
手段のうち複数個により、移動体側の走査光射出手段か
ら射出光を移動体方向へ反射して移動体の位置を検出す
る装置において、ii′i7記光反射手段側における走
査光の走査密度を判別する走査密度判別手段と、この走
査密度か前言已移動体側から見た前記光反射手段の寸法
よりも小さくなるように前記走査光射出手段を制御する
走査制御手段とを備えることを特徴とする移動体の位置
検知装置、により達成される。
手段のうち複数個により、移動体側の走査光射出手段か
ら射出光を移動体方向へ反射して移動体の位置を検出す
る装置において、ii′i7記光反射手段側における走
査光の走査密度を判別する走査密度判別手段と、この走
査密度か前言已移動体側から見た前記光反射手段の寸法
よりも小さくなるように前記走査光射出手段を制御する
走査制御手段とを備えることを特徴とする移動体の位置
検知装置、により達成される。
(実施例)
第1図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第2図は
移動体としてのゴルフカートの側面図、第3図は投受光
器の構造図である。
移動体としてのゴルフカートの側面図、第3図は投受光
器の構造図である。
第2図において符号10は車体フレーム、12(12a
、12b)は左右一対の後輪、14は1個の操向前輪で
ある。車体フレーム10は後輪12間から上方へ起立し
上端が前方へ水平にのびる上部フレームloaを有する
。後輪12には電動走行モータ16の回転がチェーン1
8.20、差動装置22を介して伝えられる。左右の後
輪12a、12bの回転量は左右一対のエンコーダ24
(24a、24b)により別々に検出さねる。前輪1
4は操向軸筒26に保持された操向軸28の下端に取付
けられている。この操向軸28の上端にはクラッチ30
を介して操舵用モータ32が接続される一方、リンク3
4によってハンドル軸36の回転が伝えられるようにな
っている。すなわちクラッチ30の断続により、モータ
32かハンドル38かのいずれかによって前輪14の操
舵が行われるようになっている。
、12b)は左右一対の後輪、14は1個の操向前輪で
ある。車体フレーム10は後輪12間から上方へ起立し
上端が前方へ水平にのびる上部フレームloaを有する
。後輪12には電動走行モータ16の回転がチェーン1
8.20、差動装置22を介して伝えられる。左右の後
輪12a、12bの回転量は左右一対のエンコーダ24
(24a、24b)により別々に検出さねる。前輪1
4は操向軸筒26に保持された操向軸28の下端に取付
けられている。この操向軸28の上端にはクラッチ30
を介して操舵用モータ32が接続される一方、リンク3
4によってハンドル軸36の回転が伝えられるようにな
っている。すなわちクラッチ30の断続により、モータ
32かハンドル38かのいずれかによって前輪14の操
舵が行われるようになっている。
40はコントローラであり、走行用と操舵用の各モータ
16.32の電力制御を行う回路や、インターフェース
等を有するものである。42は車体中央付近の下部に搭
載された鉛蓄電池である。
16.32の電力制御を行う回路や、インターフェース
等を有するものである。42は車体中央付近の下部に搭
載された鉛蓄電池である。
車体フレーム10の後部には運転者が立てるようにステ
ップ46が突設されている。運転者は必要に応じてこの
ステップ46に立ち、人力装置48、メインスイッチ5
0、ハンドル38等を操作できるようになっている。
ップ46が突設されている。運転者は必要に応じてこの
ステップ46に立ち、人力装置48、メインスイッチ5
0、ハンドル38等を操作できるようになっている。
52(52a=d)はレーザー投受光器であり、上フレ
ーム10aの前端に取付けられている。これらの投受光
器52は第3図に示すように構成されている。この図で
54は基台56に回転自在に保持された回転テーブルで
あり、このテーブル54は水平走査用モータ58により
ベルト駆動される。このテーブル54の回転角度はこれ
に直結されたエンコーダ60によって検出される。
ーム10aの前端に取付けられている。これらの投受光
器52は第3図に示すように構成されている。この図で
54は基台56に回転自在に保持された回転テーブルで
あり、このテーブル54は水平走査用モータ58により
ベルト駆動される。このテーブル54の回転角度はこれ
に直結されたエンコーダ60によって検出される。
回転テーブル54には上向きに断続するレーザ光を射出
する光源62が取付けられている。このレーザ光からな
る走査光は、光軸に対し45°に傾けて配置されたミラ
ー64の小孔を通り、垂直走査用モータ66によって回
転される回転ミラー68で反射され、出射ロア0から横
方向に射出される。従って回転ミラー68の回転により
走査光はほぼ垂直に主走査され、またテーブル54の回
転によりこの走査光はほぼ水平に副走査されることにな
る。
する光源62が取付けられている。このレーザ光からな
る走査光は、光軸に対し45°に傾けて配置されたミラ
ー64の小孔を通り、垂直走査用モータ66によって回
転される回転ミラー68で反射され、出射ロア0から横
方向に射出される。従って回転ミラー68の回転により
走査光はほぼ垂直に主走査され、またテーブル54の回
転によりこの走査光はほぼ水平に副走査されることにな
る。
この走査光は所定の既知の位置に固定された光反射手段
としてのコーナーキューブ72に当たると、走査光の入
射方向に反射されて出射ロア0に戻る。この反射光はさ
らに回転ミラー68、ミラー64で反射され、集光レン
ズ74によって受光素子であるフォトダイオード76に
入る。従ってこのフォトダイオード76へ反射光が入射
する時のエンコーダ60の出力を用いてコーナキューブ
72の方向が判断される。
としてのコーナーキューブ72に当たると、走査光の入
射方向に反射されて出射ロア0に戻る。この反射光はさ
らに回転ミラー68、ミラー64で反射され、集光レン
ズ74によって受光素子であるフォトダイオード76に
入る。従ってこのフォトダイオード76へ反射光が入射
する時のエンコーダ60の出力を用いてコーナキューブ
72の方向が判断される。
コーナーキューブ72は移動体の走行ルートに沿って適
宜の位置に固定され、移動体は走行中に3つのコーナー
キューブ72の方向を検出し続け、この間の走行量との
関係から移動体の位置を求めるものであるが、その方法
は前記特願昭63−315172などに詳述されている
通りであるから、その説明は繰り返さない。
宜の位置に固定され、移動体は走行中に3つのコーナー
キューブ72の方向を検出し続け、この間の走行量との
関係から移動体の位置を求めるものであるが、その方法
は前記特願昭63−315172などに詳述されている
通りであるから、その説明は繰り返さない。
次に制御装置78を説明する。この装置78はデジタル
コンピュータからなるCPU80、半導体メモリ(記憶
装置)82、パルスカウンタ84(84a、84b)、
86 (86a=d)等を有する。両パルスカウンタ8
4は左右後輪12の回転に伴ってエンコーダ24が出力
するパルスを別々にカウントする。4つのパルスカウン
タ86はそれぞれの投受光器520回転に伴ってニンニ
ク60が出力するパルスを別々にカウントする。
コンピュータからなるCPU80、半導体メモリ(記憶
装置)82、パルスカウンタ84(84a、84b)、
86 (86a=d)等を有する。両パルスカウンタ8
4は左右後輪12の回転に伴ってエンコーダ24が出力
するパルスを別々にカウントする。4つのパルスカウン
タ86はそれぞれの投受光器520回転に伴ってニンニ
ク60が出力するパルスを別々にカウントする。
これらカウンタ84.86のカウント値はコントローラ
40に設けたインターフェース(図示せず)を介してC
PTJ80に読込まれる。メモリ82にはCPU80の
動作プログラムの他に、光反射手段としてのコーナーキ
ューブ(第3図参照)の座標、走行予定ルート等のデー
タが記憶されている。
40に設けたインターフェース(図示せず)を介してC
PTJ80に読込まれる。メモリ82にはCPU80の
動作プログラムの他に、光反射手段としてのコーナーキ
ューブ(第3図参照)の座標、走行予定ルート等のデー
タが記憶されている。
CPtJ80は第1図に示す機能の演算を、メモリ82
に記憶したプログラムに従って順次繰り返し行う。cp
usoは、まずメモリ82に記・lした走行予定ルート
に従って操舵用モータ32と走行用モータ16とを駆動
する信号をコントローラ40に送る。この結果前輪14
が操舵され後輪12が駆動されて、走行予定ルートにほ
ぼ沿って自走する。cpusoの追尾方向管理手段80
Aは走行中に投受光器52を作動させ、レーザーの走査
光を上下方向に主走査させつつ垂直軸回りに副走査させ
る。この時方向管理子l9L80 Aは、メモリ82か
ら検出した最も近いコーナーキューブ72を選び、それ
ぞれに別々の投受光器52を向ける。
に記憶したプログラムに従って順次繰り返し行う。cp
usoは、まずメモリ82に記・lした走行予定ルート
に従って操舵用モータ32と走行用モータ16とを駆動
する信号をコントローラ40に送る。この結果前輪14
が操舵され後輪12が駆動されて、走行予定ルートにほ
ぼ沿って自走する。cpusoの追尾方向管理手段80
Aは走行中に投受光器52を作動させ、レーザーの走査
光を上下方向に主走査させつつ垂直軸回りに副走査させ
る。この時方向管理子l9L80 Aは、メモリ82か
ら検出した最も近いコーナーキューブ72を選び、それ
ぞれに別々の投受光器52を向ける。
ここに方向管理手段80Aの走査密度判別手段80Aa
は、各コーナーキューブ72間での距離を求め、投受光
器52から射出される走査光か対応するコーナーキュー
ブ72に到達したときのコーナーキューブ72側におけ
る走査密度を求める。そしてこの走査密度が投受光器5
2から見た寸法より小さくなるような主・副走査周期(
速度)あるいはレーザー光の射出間隔を求める。すなわ
ち走査制御手段80Aaは、走査線がコーナーキューブ
72を見逃すことがないような走査光の密度を決めるも
のである。このように求めたレーザー光の射出間隔を示
す信号がレーザドライバ90に送られ、対応する投受光
器52の光源62はこの時間周期でレーザーを射出する
。また求めた主走査速度に基づきモータドライバ92か
モータ66を駆動し、求めた副走査速度に基づきモータ
ドライバ94がモータ58を駆動する。この結果コーナ
ーキューブ72が近ければレーザーの射出間隔が太き(
、また主・副走査速度が遅くなる。
は、各コーナーキューブ72間での距離を求め、投受光
器52から射出される走査光か対応するコーナーキュー
ブ72に到達したときのコーナーキューブ72側におけ
る走査密度を求める。そしてこの走査密度が投受光器5
2から見た寸法より小さくなるような主・副走査周期(
速度)あるいはレーザー光の射出間隔を求める。すなわ
ち走査制御手段80Aaは、走査線がコーナーキューブ
72を見逃すことがないような走査光の密度を決めるも
のである。このように求めたレーザー光の射出間隔を示
す信号がレーザドライバ90に送られ、対応する投受光
器52の光源62はこの時間周期でレーザーを射出する
。また求めた主走査速度に基づきモータドライバ92か
モータ66を駆動し、求めた副走査速度に基づきモータ
ドライバ94がモータ58を駆動する。この結果コーナ
ーキューブ72が近ければレーザーの射出間隔が太き(
、また主・副走査速度が遅くなる。
走査光がコーナーキューブ72で反射して1つの対応す
る投受光器52に戻るとこの反射光がフォトダイオード
76で検出され、この時の受光信号に基づいてパルスカ
ウンタ86のカウント値がCPTJ80に読み込まれる
。cpusoの角度検出手段80Bはこのカウント値に
基づき車輌走行方向に対するコーナーキューブ72の角
度γを求める。CPL180はこの時の車輛の位置P1
□をメモリ82に記゛■する一方、この位置P1□にお
ける走行方向を示す方位ベクトルυ2と、コーナーキュ
ーブ72による受光方向ベクトルCとを決める。
る投受光器52に戻るとこの反射光がフォトダイオード
76で検出され、この時の受光信号に基づいてパルスカ
ウンタ86のカウント値がCPTJ80に読み込まれる
。cpusoの角度検出手段80Bはこのカウント値に
基づき車輌走行方向に対するコーナーキューブ72の角
度γを求める。CPL180はこの時の車輛の位置P1
□をメモリ82に記゛■する一方、この位置P1□にお
ける走行方向を示す方位ベクトルυ2と、コーナーキュ
ーブ72による受光方向ベクトルCとを決める。
CPU80はその後走行予定コースに従って車輌を走行
させ、次の投受光器52が対応するコーナーキューブ7
2からの反射光を受光すると、その時のコーナーキュー
ブ72の角度βを求めると共に、その位置をPl、とし
てメモリ82に記憶する。CPU80はまた方位ベクト
ルυ1と、受光方向ベクトルbとを決める。
させ、次の投受光器52が対応するコーナーキューブ7
2からの反射光を受光すると、その時のコーナーキュー
ブ72の角度βを求めると共に、その位置をPl、とし
てメモリ82に記憶する。CPU80はまた方位ベクト
ルυ1と、受光方向ベクトルbとを決める。
さらにCPtJ80は走行して次の投受光器52が対応
するコーナーキューブ72からの反射光を受光すると、
その時のコーナーキューブ72の角度αを求めると共に
、その位置なPloとしてメモリし、方位ベクトルυ。
するコーナーキューブ72からの反射光を受光すると、
その時のコーナーキューブ72の角度αを求めると共に
、その位置なPloとしてメモリし、方位ベクトルυ。
と、受光方向ベクトルaとを決める。
ここに移動量△χ、△yや移動方向△θは第1図におけ
る移動量検出手段80C1移動方向検出手段80Dにお
いて、左右の各後輪12の回転量の平均値と、回転量の
差とを用いてそれぞれ算出するものである。
る移動量検出手段80C1移動方向検出手段80Dにお
いて、左右の各後輪12の回転量の平均値と、回転量の
差とを用いてそれぞれ算出するものである。
cpusoは次にこれらの方位ベクトルυ0.1/1、
υ2と、受光方位ベクトルa、b、cと、角度α、β、
γとを用いて、演算手段80Eにおいて連立方程式を解
き、異なる位置P1□、PII、PIOにおける異なる
コーナーキューブの反射方向と、その間の車輌の移動量
、移動方向を自ら検出することにより、現在位置P10
の座標(χ、y)と走行方向θとを高精度に求めること
ができる。
υ2と、受光方位ベクトルa、b、cと、角度α、β、
γとを用いて、演算手段80Eにおいて連立方程式を解
き、異なる位置P1□、PII、PIOにおける異なる
コーナーキューブの反射方向と、その間の車輌の移動量
、移動方向を自ら検出することにより、現在位置P10
の座標(χ、y)と走行方向θとを高精度に求めること
ができる。
その詳細は前記した特願昭63−315172号等に有
るから、その説明は繰り返さない。
るから、その説明は繰り返さない。
この実施例ではコーナーキューブまでの距離によりレー
ザー光の射出間隔と主・副走査周期(速度)とを同時に
変化させているが、投受光器から見たコーナーキューブ
の寸法内に走査光が必ず入るのであれば、これらのうち
1つあるいは2つを変化させるものであってもよい。
ザー光の射出間隔と主・副走査周期(速度)とを同時に
変化させているが、投受光器から見たコーナーキューブ
の寸法内に走査光が必ず入るのであれば、これらのうち
1つあるいは2つを変化させるものであってもよい。
またコーナーキューブ側での走査密度は、移動体の走行
状態に応じて制御するものであってもよい。例えば走行
速度の増大に対応してコーナーキューブ側での走査密度
は小さくなるから、走行速度に応じて走査密度を変化さ
せることができる。また旋回時には旋回外側のコーナー
キューブに対して走査線の副走査速度が増加するから、
この走査線間隔を狭くするように副走査速度を減らす。
状態に応じて制御するものであってもよい。例えば走行
速度の増大に対応してコーナーキューブ側での走査密度
は小さくなるから、走行速度に応じて走査密度を変化さ
せることができる。また旋回時には旋回外側のコーナー
キューブに対して走査線の副走査速度が増加するから、
この走査線間隔を狭くするように副走査速度を減らす。
走査密度の制御は、移動体の走行状態の変化を予測して
制御することもできる。例えば前輪の操舵角から旋回半
径を予測できる。
制御することもできる。例えば前輪の操舵角から旋回半
径を予測できる。
前記移動方向へ〇は、この実施例では左右の後輪の回転
量の差から検出しているが、ジャイロスコープなどから
検出してもよいのは勿論である。
量の差から検出しているが、ジャイロスコープなどから
検出してもよいのは勿論である。
また本実施例では4つの投受光器52axdで3つの光
反射手段の方向を検出しているが、1つの投受光器で3
つの光反射手段を順に時間差をもって追尾し、他の1つ
の投受光器で最も投受光しにくい光反射手段を追尾する
ようにしてもよい。
反射手段の方向を検出しているが、1つの投受光器で3
つの光反射手段を順に時間差をもって追尾し、他の1つ
の投受光器で最も投受光しにくい光反射手段を追尾する
ようにしてもよい。
(発明の効果)
本発明は以上のように、光反射手段側における走査光の
走査密度を求め、この走査密度が投受光器から見た光反
射手段の寸法よりも小さくなるように制御するものであ
るから、光反射手段が遠ければ主走査速度を遅くし、光
反射手段が近ければ走査光の副走査間隔を広げたり、走
査光の射出間隔を広げたりすることができる。このため
光反射手段の距離などに応じて主・副走査速度を変える
ことができるから、走査速度を不必要に高(することな
く、また騒音や消費電力を増やすことなく、遠い光反射
手段に走査光を確実に当てることが可能になる。従って
走査機構の可動部分の摩耗を減らすことができ、装置の
耐久性を高めることが可能になる。
走査密度を求め、この走査密度が投受光器から見た光反
射手段の寸法よりも小さくなるように制御するものであ
るから、光反射手段が遠ければ主走査速度を遅くし、光
反射手段が近ければ走査光の副走査間隔を広げたり、走
査光の射出間隔を広げたりすることができる。このため
光反射手段の距離などに応じて主・副走査速度を変える
ことができるから、走査速度を不必要に高(することな
く、また騒音や消費電力を増やすことなく、遠い光反射
手段に走査光を確実に当てることが可能になる。従って
走査機構の可動部分の摩耗を減らすことができ、装置の
耐久性を高めることが可能になる。
第1図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第2図は
移動体としてのゴルフカートの側面図、第3図は投受光
器の構造図である。 52・・・投受光器、 72・・・光反射手段としてのコーナーキューブ、80
・・・cpu。 80A・・・追尾方向管理手段、 80Aa・・・走査密度判別手段、 80Ab・・・走査制御手段。 特許部願人 ヤマハ発動機株式会社
移動体としてのゴルフカートの側面図、第3図は投受光
器の構造図である。 52・・・投受光器、 72・・・光反射手段としてのコーナーキューブ、80
・・・cpu。 80A・・・追尾方向管理手段、 80Aa・・・走査密度判別手段、 80Ab・・・走査制御手段。 特許部願人 ヤマハ発動機株式会社
Claims (3)
- (1)位置が既知の多数の光反射手段のうち複数個によ
り、移動体側の走査光射出手段から射出光を移動体方向
へ反射して移動体の位置を検出する装置において、 前記光反射手段側における走査光の走査密度を判別する
走査密度判別手段と、この走査密度が前記移動体側から
見た前記光反射手段の寸法よりも小さくなるように前記
走査光射出手段を制御する走査制御手段とを備えること
を特徴とする移動体の位置検知装置。 - (2)走査光射出手段は、断続する走査光を略垂直方向
に主走査しつつ略水平方向に副走査する請求項(1)の
移動体の位置検知装置。 - (3)光反射手段との距離の増減に対応して、前記走査
光の射出間隔と主・副走査周期とを減増する請求項(2
)の移動体の位置検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2195526A JP2950933B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 移動体の位置検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2195526A JP2950933B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 移動体の位置検知装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0481677A true JPH0481677A (ja) | 1992-03-16 |
JP2950933B2 JP2950933B2 (ja) | 1999-09-20 |
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