JPH0781858B2 - 車両位置及び姿勢角の計測装置 - Google Patents
車両位置及び姿勢角の計測装置Info
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- JPH0781858B2 JPH0781858B2 JP11685886A JP11685886A JPH0781858B2 JP H0781858 B2 JPH0781858 B2 JP H0781858B2 JP 11685886 A JP11685886 A JP 11685886A JP 11685886 A JP11685886 A JP 11685886A JP H0781858 B2 JPH0781858 B2 JP H0781858B2
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- light
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両位置及び姿整角の計測装置に係り、特に建
設現場において稼動する作業車両への運転支援及び作業
の自動化に際して必要となる車両の現在位置及び現場の
地形等の情報を得るための車両位置及び姿整角の計測装
置に関する。
設現場において稼動する作業車両への運転支援及び作業
の自動化に際して必要となる車両の現在位置及び現場の
地形等の情報を得るための車両位置及び姿整角の計測装
置に関する。
従来、建設現場における作業車両の運転支援および作業
を自動化するために車両の３次元位置を計測して利用す
るシステムとしては、特開昭59−180422（走行軌跡解析
システム）が挙げられる。
を自動化するために車両の３次元位置を計測して利用す
るシステムとしては、特開昭59−180422（走行軌跡解析
システム）が挙げられる。
このシステムは、車両の走行速度と車両前後傾斜角と走
行方位をそれぞれ一定時間毎にサンプリングし、これら
のサンプリング値に基づいて車両の現在位置を一定時間
毎に算出するようにしている。
行方位をそれぞれ一定時間毎にサンプリングし、これら
のサンプリング値に基づいて車両の現在位置を一定時間
毎に算出するようにしている。
しかし、上記従来の車両位置計測システムの場合、車両
の相対的移動量を累算して車両の現在位置を算出するた
め、路面の凹凸や車輪のスリップ、あるいはサンプリン
グ値の誤差によって車両の現在位置に累積誤差が生じ、
車両の位置計測精度が悪いという問題がある。
の相対的移動量を累算して車両の現在位置を算出するた
め、路面の凹凸や車輪のスリップ、あるいはサンプリン
グ値の誤差によって車両の現在位置に累積誤差が生じ、
車両の位置計測精度が悪いという問題がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、作業路面形
状が頻繁に変化するような建設現場においても、実時間
で車両の三次元位置及び車両の姿勢角を高精度で計測す
ることができる車両位置及び姿勢角の計測装置を提供す
ることを目的とする。
状が頻繁に変化するような建設現場においても、実時間
で車両の三次元位置及び車両の姿勢角を高精度で計測す
ることができる車両位置及び姿勢角の計測装置を提供す
ることを目的とする。
本発明では上記目的を達成するために、予め設定した２
定点に設置され、それぞれ一定周期で回転する回転レー
ザ光を投光する第1,第２の投光手段と、車両に配設さ
れ、前記回転レーザ光の受光タイミングおよび受光高さ
位置を検出する第1,第2,第３の受光手段と、前記第１の
受光手段によって検出した受光タイミングに基づいて該
受光時における前記第1,第２の投光手段からの回転レー
ザ光の第1,第２の回転角および前記第２の受光手段によ
って検出した受光タイミングに基づいて該受光時におけ
る前記第1,第２の投光手段からの回転レーザ光の第3,第
４の回転角を求める回転角算出手段と、前記第1,第２の
投光手段の設置間隔と前記回転角算出手段によって算出
した第1,第２の回転角および第3,第４の回転角に基づい
て前記第１および第２の受光手段における各受光位置の
或るxyz座標系上の第１の座標位置および第２の座標位
置を算出する第１の演算手段と、前記第1,第2,第３の受
光手段の配設間隔、該受光手段によってそれぞれ検出し
た受光高さ位置および前記第１の演算手段によって算出
した第1,第２の座標位置に基づいて車両の前後傾斜角、
左右傾斜角および方位角を算出する第２の演算手段と、
前記第1,第2,第３の受光手段によって検出した少なくと
も１つの受光高さ位置、前記第１の演算手段によって算
出した少なくとも１つのxy座標位置および第２の演算手
段によって算出した車両の前後傾斜角、左右傾斜角およ
び方位角に基づいて車両代表点のxy座標位置を算出する
第３の演算手段と、前記回転レーザ光のｚ座標位置、前
記第1,第2,第３の受光手段によって検出した少なくとも
１つの受光高さ位置および第２の演算手段によって算出
した車両の前後傾斜角および左右傾斜角に基づいて前記
車両代表点のｚ座標位置を算出する第４の演算手段とを
具えたことを特徴としている。
定点に設置され、それぞれ一定周期で回転する回転レー
ザ光を投光する第1,第２の投光手段と、車両に配設さ
れ、前記回転レーザ光の受光タイミングおよび受光高さ
位置を検出する第1,第2,第３の受光手段と、前記第１の
受光手段によって検出した受光タイミングに基づいて該
受光時における前記第1,第２の投光手段からの回転レー
ザ光の第1,第２の回転角および前記第２の受光手段によ
って検出した受光タイミングに基づいて該受光時におけ
る前記第1,第２の投光手段からの回転レーザ光の第3,第
４の回転角を求める回転角算出手段と、前記第1,第２の
投光手段の設置間隔と前記回転角算出手段によって算出
した第1,第２の回転角および第3,第４の回転角に基づい
て前記第１および第２の受光手段における各受光位置の
或るxyz座標系上の第１の座標位置および第２の座標位
置を算出する第１の演算手段と、前記第1,第2,第３の受
光手段の配設間隔、該受光手段によってそれぞれ検出し
た受光高さ位置および前記第１の演算手段によって算出
した第1,第２の座標位置に基づいて車両の前後傾斜角、
左右傾斜角および方位角を算出する第２の演算手段と、
前記第1,第2,第３の受光手段によって検出した少なくと
も１つの受光高さ位置、前記第１の演算手段によって算
出した少なくとも１つのxy座標位置および第２の演算手
段によって算出した車両の前後傾斜角、左右傾斜角およ
び方位角に基づいて車両代表点のxy座標位置を算出する
第３の演算手段と、前記回転レーザ光のｚ座標位置、前
記第1,第2,第３の受光手段によって検出した少なくとも
１つの受光高さ位置および第２の演算手段によって算出
した車両の前後傾斜角および左右傾斜角に基づいて前記
車両代表点のｚ座標位置を算出する第４の演算手段とを
具えたことを特徴としている。
まず、前記第1,第２の投光手段の設置間隔と第１の受光
手段が該第1,第２の投光手段からの各回転レーザ光を受
光したときの回転レーザ光の第1,第２の回転角に基づい
て三角測量の原理により第１の受光手段における受光位
置の或るxyz座標系上の第１のxy座標位置を求める。同
様にして、第２および第３の受光手段における受光位置
の第２および第３のxy座標位置を求める。
手段が該第1,第２の投光手段からの各回転レーザ光を受
光したときの回転レーザ光の第1,第２の回転角に基づい
て三角測量の原理により第１の受光手段における受光位
置の或るxyz座標系上の第１のxy座標位置を求める。同
様にして、第２および第３の受光手段における受光位置
の第２および第３のxy座標位置を求める。
車両は常に水平状態にないため、上記xy座標位置から直
ちに車両代表点のxy座標位置を求めることはできない。
そこで、車両の姿勢角（車両の前後傾斜角，左右傾斜
角，方位角）を求める。車両の前後傾斜角，左右傾斜角
および方位角は、第1,第2,第３の受光手段の配設間隔、
該受光手段によってそれぞれ検出した受光高さ位置およ
び前記第1,第2,第３のxy座標位置に基づいて求める。
ちに車両代表点のxy座標位置を求めることはできない。
そこで、車両の姿勢角（車両の前後傾斜角，左右傾斜
角，方位角）を求める。車両の前後傾斜角，左右傾斜角
および方位角は、第1,第2,第３の受光手段の配設間隔、
該受光手段によってそれぞれ検出した受光高さ位置およ
び前記第1,第2,第３のxy座標位置に基づいて求める。
そして、車両代表点のxy座標位置は前記第1,第2,第３の
xy座標位置の少なくとも１つのxy座標位置と前記算出し
て得た車両の姿勢角に基づいて求め、車両代表点のｚ座
標位置は回転レーザ光のｚ座標位置、第1,第2,第３の受
光手段によって検出した少なくとも１つの受光高さ位置
および車両の姿勢角（この場合、方位角は除く）に基づ
いて求める。
xy座標位置の少なくとも１つのxy座標位置と前記算出し
て得た車両の姿勢角に基づいて求め、車両代表点のｚ座
標位置は回転レーザ光のｚ座標位置、第1,第2,第３の受
光手段によって検出した少なくとも１つの受光高さ位置
および車両の姿勢角（この場合、方位角は除く）に基づ
いて求める。
以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明に係る車両の三次元位置等の計測方法を原
理的に説明する。
理的に説明する。
第２図において、Ａ点とＢ点の距離をＬ、ｘ軸と線分AC
とのなす角をαａ、ｘ軸と線分BCとのなす角をαｂとす
ると、Ｃ点のxy座標は、次式、 によって表わすことができる。そこで、本発明では、上
記αa,αｂを求めるに際し、Ａ点およびＢ点にそれぞれ
回転レーザ光を投光する投光装置を設置し、車両に受光
装置を搭載し、この受光装置が上記回転レーザ光を受光
したときの各々の回転レーザ光の回転角を検出すること
により行なう。
とのなす角をαａ、ｘ軸と線分BCとのなす角をαｂとす
ると、Ｃ点のxy座標は、次式、 によって表わすことができる。そこで、本発明では、上
記αa,αｂを求めるに際し、Ａ点およびＢ点にそれぞれ
回転レーザ光を投光する投光装置を設置し、車両に受光
装置を搭載し、この受光装置が上記回転レーザ光を受光
したときの各々の回転レーザ光の回転角を検出すること
により行なう。
この回転角αa,αｂは、第３図に示すように回転レーザ
光の周期をＴ（第３図（ａ））、Ａ点およびＢ点に設置
した投光装置からの各々の回転レーザ光が基準方位（ｘ
軸方向）に達してから車載受光装置に入射するまでの時
間をそれぞれtaおよびtb（第３図（ｂ）および（ｃ））
とすると、次式、 のように算出される。
光の周期をＴ（第３図（ａ））、Ａ点およびＢ点に設置
した投光装置からの各々の回転レーザ光が基準方位（ｘ
軸方向）に達してから車載受光装置に入射するまでの時
間をそれぞれtaおよびtb（第３図（ｂ）および（ｃ））
とすると、次式、 のように算出される。
上記第（１）式によって算出されるxy座標は、車載受光
装置のレーザ光受光点の座標であって、車両代表点の座
標ではない。そこで、車両代表点の座標に換算するに際
し、車両の姿勢角（車両の前後傾斜角、左右傾斜角、方
位角）を求める。
装置のレーザ光受光点の座標であって、車両代表点の座
標ではない。そこで、車両代表点の座標に換算するに際
し、車両の姿勢角（車両の前後傾斜角、左右傾斜角、方
位角）を求める。
次に、上記姿勢角の求め方について説明する。
まず、第４図に示すように車体１と受光装置2,3および
４をモデル化して考える。ここで、Ｐ点をｘ′ｙ′ｚ′
座標の座標原点とし、車両の前後傾斜角θ、左右傾斜角
δおよび方位角がそれぞれ０のときにおける上記第４
図に示した車体各部の点のｘ′ｙ′ｚ′座標における座
標位置を示すと第５図のようになる。なお、Ｑ点、Ｔ点
およびＷ点はそれぞれ受光装置2,3および４におけるレ
ーザ光受光点である。
４をモデル化して考える。ここで、Ｐ点をｘ′ｙ′ｚ′
座標の座標原点とし、車両の前後傾斜角θ、左右傾斜角
δおよび方位角がそれぞれ０のときにおける上記第４
図に示した車体各部の点のｘ′ｙ′ｚ′座標における座
標位置を示すと第５図のようになる。なお、Ｑ点、Ｔ点
およびＷ点はそれぞれ受光装置2,3および４におけるレ
ーザ光受光点である。
さて、車体の姿勢角が変化した場合における上記Ｑ点、
Ｔ点およびＷ点のｘ′ｙ′ｚ′座標系における移動位置
（ｘ′q,y′q,z′ｑ），（ｘ′t,y′t,z′ｔ）および
（ｘ′w,y′w,z′ｗ）は、次式、 によって表わされる。
Ｔ点およびＷ点のｘ′ｙ′ｚ′座標系における移動位置
（ｘ′q,y′q,z′ｑ），（ｘ′t,y′t,z′ｔ）および
（ｘ′w,y′w,z′ｗ）は、次式、 によって表わされる。
したがって、第２図のＡ点を原点とするxyz座標系にお
けるＰ点の位置をＰ（x0,y0,z0）とすると、前記Ｑ点,T
点およびＷ点のxyz座標系における位置（（xq,yq,
zq），（xt,yt,zt）および（xw,yw,zw）は、次式、 となる。
けるＰ点の位置をＰ（x0,y0,z0）とすると、前記Ｑ点,T
点およびＷ点のxyz座標系における位置（（xq,yq,
zq），（xt,yt,zt）および（xw,yw,zw）は、次式、 となる。
ここで、レーザ光面の鉛直方向（ｚ軸）高さをh0とすれ
ば、 zq＝zt＝zw＝h0 となる。まず、左右傾斜角θについて求める。第（６）
式および第（８）式からz0を消去すると、 ｚ′ｑ＝ｚ′ｗ すなわち、第（３）式および第（５）式より、 h1cosδcosθ＝−（c sinδ−h3cosδ）cosθ ……
（９） となる。この第（９）式を書き替えると、 ｛（h1−h3）cosδ＋c sinδ｝cosθ＝０ ……（10） 第（10）式において−π/2＜θ＜π/2であるから、 cosθ≠０ すなわち、 次に、前後傾斜角θを求める。第（６）式および第
（７）式から、z0を消去すると、 ｚ′ｑ＝ｚ′ｔ すなわち、第（３）式および第（４）式より h1cosδcosθ＝h2cosδcosθ−b sinθ ……（13） となる。この第（13）式を書き替えると、 次に、方位角について求める。第（６）式および第
（７）式からx0を消去すると、 xq−xt＝ｘ′ｑ−ｘ′ｔ ＝（h1−h2）cosδsinθcos −h1sinδsin−b cosθcos ……（16） また、第（６）式および第（７）式からy0を消去する
と、 yq−yt＝ｙ′ｑ−ｙ′ｔ ＝（h1−h2）cosδsinθsin ＋h1sinδcos−b cosθsin ……（17） 上記第（16）式および第（17）式からθを消去すると、 h1sinδ＝（yq−yt）cos−（xq−xt）sin ＝u sin（＋ｖ） ……（18） ただし、 となり、上記第（18）式を変形すると、 となる。すなわち、計測したh1,h2,h3および（xq,
yq），（xt,yt）から上記第（12）式、第（15）式およ
び第（19）式によって車両の左右傾斜角δ、前後傾斜角
θおよび方位角を求めることができる。
ば、 zq＝zt＝zw＝h0 となる。まず、左右傾斜角θについて求める。第（６）
式および第（８）式からz0を消去すると、 ｚ′ｑ＝ｚ′ｗ すなわち、第（３）式および第（５）式より、 h1cosδcosθ＝−（c sinδ−h3cosδ）cosθ ……
（９） となる。この第（９）式を書き替えると、 ｛（h1−h3）cosδ＋c sinδ｝cosθ＝０ ……（10） 第（10）式において−π/2＜θ＜π/2であるから、 cosθ≠０ すなわち、 次に、前後傾斜角θを求める。第（６）式および第
（７）式から、z0を消去すると、 ｚ′ｑ＝ｚ′ｔ すなわち、第（３）式および第（４）式より h1cosδcosθ＝h2cosδcosθ−b sinθ ……（13） となる。この第（13）式を書き替えると、 次に、方位角について求める。第（６）式および第
（７）式からx0を消去すると、 xq−xt＝ｘ′ｑ−ｘ′ｔ ＝（h1−h2）cosδsinθcos −h1sinδsin−b cosθcos ……（16） また、第（６）式および第（７）式からy0を消去する
と、 yq−yt＝ｙ′ｑ−ｙ′ｔ ＝（h1−h2）cosδsinθsin ＋h1sinδcos−b cosθsin ……（17） 上記第（16）式および第（17）式からθを消去すると、 h1sinδ＝（yq−yt）cos−（xq−xt）sin ＝u sin（＋ｖ） ……（18） ただし、 となり、上記第（18）式を変形すると、 となる。すなわち、計測したh1,h2,h3および（xq,
yq），（xt,yt）から上記第（12）式、第（15）式およ
び第（19）式によって車両の左右傾斜角δ、前後傾斜角
θおよび方位角を求めることができる。
上記車両の姿勢角（θ，δ，）が求まると、Ｐ点の位
置Ｐ（x0,y0,z0）は、第（３）式および第（６）式か
ら、次式、 となる。
置Ｐ（x0,y0,z0）は、第（３）式および第（６）式か
ら、次式、 となる。
したがって、第（20）式からＰ点の位置を求めることが
でき、またＰ点と一定の関係にある車両代表点の位置
（例えば重心）も求めることもできる。
でき、またＰ点と一定の関係にある車両代表点の位置
（例えば重心）も求めることもできる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、地上局側は、地上基準局10、２台の投光装
置11,12、地図表示器13および地図データ記憶装置14か
ら構成されている。地上基準局10は更に送受信機10a、
処理装置10bおよび発振器10cから構成され、投光装置1
1,12はパルスモータ11a,12a、回転ヘッド11a,12bおよび
レーザ発振器11c,12cから構成されている。
図において、地上局側は、地上基準局10、２台の投光装
置11,12、地図表示器13および地図データ記憶装置14か
ら構成されている。地上基準局10は更に送受信機10a、
処理装置10bおよび発振器10cから構成され、投光装置1
1,12はパルスモータ11a,12a、回転ヘッド11a,12bおよび
レーザ発振器11c,12cから構成されている。
一方、車両には、３つの受光装置2,3,4、送受信機５お
よびその他、種々演算、処理、制御を行なう装置が設け
られている。
よびその他、種々演算、処理、制御を行なう装置が設け
られている。
投光装置11および12は、第２図に示すように一定の間隔
Ｌをもってxyz座標系のＡ点およびＢ点に設置される。
ここで、投光装置11,12からの回転レーザ光平面はxy平
面と平行になるように、また各回転レーザ光平面の高さ
は所定高さh0となるように設置される。
Ｌをもってxyz座標系のＡ点およびＢ点に設置される。
ここで、投光装置11,12からの回転レーザ光平面はxy平
面と平行になるように、また各回転レーザ光平面の高さ
は所定高さh0となるように設置される。
投光装置11は、レーザ発振器11cから連続発振されるレ
ーザ光を回転ヘッド11bに入射し、この回転ヘッド11bを
パルスモータ11aで回転させることにより、該回転ヘッ
ド11bから回転レーザ光を投光する。パルスモータ11aは
地上基準局10の発振器10cから加えられるクロックパル
スに同期して回転する。なお、投光装置12も投光装置11
と同様にして回転レーザ光を投光する。すなわち、回転
ヘッド11bおよび12bの回転同期および位相は一致するよ
うになっている。
ーザ光を回転ヘッド11bに入射し、この回転ヘッド11bを
パルスモータ11aで回転させることにより、該回転ヘッ
ド11bから回転レーザ光を投光する。パルスモータ11aは
地上基準局10の発振器10cから加えられるクロックパル
スに同期して回転する。なお、投光装置12も投光装置11
と同様にして回転レーザ光を投光する。すなわち、回転
ヘッド11bおよび12bの回転同期および位相は一致するよ
うになっている。
また、地上基準局10の処理装置10bは、発振器10cからの
クロックパルスによって投光装置11,12からのレーザ光
が基準方位（ｘ軸方向）を向く時点を検知し、この時点
に送受信機10aより基準方位を示す基準方位信号を発生
させる。
クロックパルスによって投光装置11,12からのレーザ光
が基準方位（ｘ軸方向）を向く時点を検知し、この時点
に送受信機10aより基準方位を示す基準方位信号を発生
させる。
車載送受信機５は上記基準方位信号を受信すると、これ
を車両位置演算装置20に加える。また、車両位置演算装
置20には受光装置2,3および４から回転レーザ光の受光
タイミングを示す信号および受光高さh1,h2およびh3を
示す信号が加えられる。なお、車両側に地上局側の発振
器10cと同一の時刻を計時する手段を設けるようにすれ
ば、レーザ光が基準方位を向く時点を車両側のみで検知
することもできる。
を車両位置演算装置20に加える。また、車両位置演算装
置20には受光装置2,3および４から回転レーザ光の受光
タイミングを示す信号および受光高さh1,h2およびh3を
示す信号が加えられる。なお、車両側に地上局側の発振
器10cと同一の時刻を計時する手段を設けるようにすれ
ば、レーザ光が基準方位を向く時点を車両側のみで検知
することもできる。
車両位置演算装置20は、まず各受光装置の受光位置Q,T
の座標位置（xq,yq,zq）および（xt,yt,zt）を第（１）
式および第（２）式に基づいて求める。なお、zq＝zt＝
h0である。
の座標位置（xq,yq,zq）および（xt,yt,zt）を第（１）
式および第（２）式に基づいて求める。なお、zq＝zt＝
h0である。
次に、入力した受光高さ位置h1およびh3を第（12）式に
代入することにより車両左右傾斜角δを求める。また、
この傾斜角δと入力した受光高さ位置h1,h2を第（15）
式に代入することにより車両前後傾斜角θを求める。更
にまた、傾斜角δ、上記算出した（xq,yq），（xt,
yt）、受光高さ位置h1を第（19）式に代入することによ
り方位角を求める。
代入することにより車両左右傾斜角δを求める。また、
この傾斜角δと入力した受光高さ位置h1,h2を第（15）
式に代入することにより車両前後傾斜角θを求める。更
にまた、傾斜角δ、上記算出した（xq,yq），（xt,
yt）、受光高さ位置h1を第（19）式に代入することによ
り方位角を求める。
続いて、上記受光位置Ｑ（xq,yq,zq）およびＴ（xt,yt,
zt）と上記のようにして求めた姿勢角（θ，δ，）に
基づいて車両代表点の三次元位置を求める。なお、受光
装置２の車両取付部分のＰ点の位置Ｐ（x0,y0,z0）は、
第（12）式に（xq,yq,zq）および（θ，δ，）を代入
することにより求めることができる。
zt）と上記のようにして求めた姿勢角（θ，δ，）に
基づいて車両代表点の三次元位置を求める。なお、受光
装置２の車両取付部分のＰ点の位置Ｐ（x0,y0,z0）は、
第（12）式に（xq,yq,zq）および（θ，δ，）を代入
することにより求めることができる。
このようにして求めた車両代表点の三次元位置を示す信
号は地図データ処理装置21に加えられる。地図データ処
理装置21は地図データ記憶装置23からの１日地図データ
に基づいて車両走行軌跡や地形データ等を更新して新地
図データを作成する。
号は地図データ処理装置21に加えられる。地図データ処
理装置21は地図データ記憶装置23からの１日地図データ
に基づいて車両走行軌跡や地形データ等を更新して新地
図データを作成する。
例えば、車両の走行領域（作業領域）を第１表のように
ｘおよびｙ方向に有限個（ｎ×ｎ）で区分し、各区分位
置をアドレスとする記憶部を設け、車両代表点がその有
限個のある位置に達すると、その位置に対応する記憶部
にｚ座標を書き込むことにより三次元走行軌跡の地図デ
ータを記憶させることができる。
ｘおよびｙ方向に有限個（ｎ×ｎ）で区分し、各区分位
置をアドレスとする記憶部を設け、車両代表点がその有
限個のある位置に達すると、その位置に対応する記憶部
にｚ座標を書き込むことにより三次元走行軌跡の地図デ
ータを記憶させることができる。
なお、すでにｚ座標が書き込まれた位置に達した場合に
は最新のｚ座標に書き換えるようにする。また、車両代
表点を地面との接地点とすると、上記のようにして記憶
した三次元の走行軌跡データは地形データとしてとらえ
ることができる。
は最新のｚ座標に書き換えるようにする。また、車両代
表点を地面との接地点とすると、上記のようにして記憶
した三次元の走行軌跡データは地形データとしてとらえ
ることができる。
また、地図データ処理装置21は、地図データ記憶装置23
に記憶されている地図データに基づいて車両の走行軌跡
あるいは地形を地図表示器22に表示させる。第６図は地
図表示の一例を示す。もち論、車両の現在位置をその地
図上に表示させることもできる。
に記憶されている地図データに基づいて車両の走行軌跡
あるいは地形を地図表示器22に表示させる。第６図は地
図表示の一例を示す。もち論、車両の現在位置をその地
図上に表示させることもできる。
車載送受信機５は地図データ記憶装置に記憶されている
地図データを送信し、地上基準局10の送受信機10aはこ
れを受信して処理装置10bに加える。処理装置10bは入力
した地図データを地図データ記憶装置14に記憶させると
ともにその記憶させた地図データに基づいて車両の走行
軌跡あるいは地形を地図表示器13に表示させる。
地図データを送信し、地上基準局10の送受信機10aはこ
れを受信して処理装置10bに加える。処理装置10bは入力
した地図データを地図データ記憶装置14に記憶させると
ともにその記憶させた地図データに基づいて車両の走行
軌跡あるいは地形を地図表示器13に表示させる。
作業指令発生装置24には予定の作業内容が設定されてお
り、演算処理装置25は、作業指令発生装置から加えられ
る作業内容を示す信号と、地図データ処理装置21から加
えられるデータ（地図データ，車両位置データ，姿勢角
データ）とに基づいてエンジン制御信号、変速制御信
号、ステアリング制御信号および作業機制御信号を形成
してエンジン制御装置26、変速制御装置27、ステアリン
グ制御装置28および作業機制御装置29を制御する。
り、演算処理装置25は、作業指令発生装置から加えられ
る作業内容を示す信号と、地図データ処理装置21から加
えられるデータ（地図データ，車両位置データ，姿勢角
データ）とに基づいてエンジン制御信号、変速制御信
号、ステアリング制御信号および作業機制御信号を形成
してエンジン制御装置26、変速制御装置27、ステアリン
グ制御装置28および作業機制御装置29を制御する。
なお、上記システムは、実時間で得た車両位置データお
よび地形データや作業指令を地上基準局10とデータ通信
することにより車両の遠隔制御等を行なう建設作業の管
制システムを構成することができる。
よび地形データや作業指令を地上基準局10とデータ通信
することにより車両の遠隔制御等を行なう建設作業の管
制システムを構成することができる。
以上説明したように本発明によれば、建設現場のような
不整地でも計測誤差が累積することなく車両の三次元位
置を精度よく、かつ実時間で求めることができる。ま
た、高精度な車両位置情報および地形情報を作業者に提
供して作業支援を行なうことができる。
不整地でも計測誤差が累積することなく車両の三次元位
置を精度よく、かつ実時間で求めることができる。ま
た、高精度な車両位置情報および地形情報を作業者に提
供して作業支援を行なうことができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図乃
至第５図は本発明に係る位置計測方法を説明するために
用いた図、第６図は第１図における地図表示器の表示例
を示す図である。 １……車体、2,3,4……受光装置、５……送受信機、10
……地上基準局、11,12……投光装置、13,22……地図表
示器、14,23……地図データ記憶装置、20……車両位置
演算装置、21……地図データ処理装置。
至第５図は本発明に係る位置計測方法を説明するために
用いた図、第６図は第１図における地図表示器の表示例
を示す図である。 １……車体、2,3,4……受光装置、５……送受信機、10
……地上基準局、11,12……投光装置、13,22……地図表
示器、14,23……地図データ記憶装置、20……車両位置
演算装置、21……地図データ処理装置。
Claims (3)
- 【請求項１】予め設定した２定点に設置され、それぞれ
一定周期で回転する回転レーザ光を投光する第1,第２の
投光手段と、 車両に配設され、前記回転レーザ光の受光タイミングお
よび受光高さ位置を検出する第1,第2,第３の受光手段
と、 前記第１の受光手段によって検出した受光タイミングに
基づいて該受光時における前記第1,第２の投光手段から
の回転レーザ光の第1,第２の回転角および前記第２の受
光手段によって検出した受光タイミングに基づいて該受
光時における前記第1,第２の投光手段からの回転レーザ
光の第3,第４の回転角を求める回転角算出手段と、 前記第1,第２の投光手段の設置間隔と前記回転角算出手
段によって算出した第1,第２の回転角および第3,第４の
回転角に基づいて前記第１および第２の受光手段におけ
る各受光位置の或るxyz座標系上の第１の座標位置およ
び第２の座標位置を算出する第１の演算手段と、 前記第1,第2,第３の受光手段の配設間隔、該受光手段に
よってそれぞれ検出した受光高さ位置および前記第１の
演算手段によって算出した第1,第２の座標位置に基づい
て車両の前後傾斜角、左右傾斜角および方位角を算出す
る第２の演算手段と、 前記第1,第2,第３の受光手段によって検出した少なくと
も１つの受光高さ位置、前記第１の演算手段によって算
出した少なくとも１つのxy座標位置および第２の演算手
段によって算出した車両の前後傾斜角、左右傾斜角およ
び方位角に基づいて車両代表点のxy座標位置を算出する
第３の演算手段と、 前記回転レーザ光のｚ座標位置、前記第1,第2,第３の受
光手段によって検出した少なくとも１つの受光高さ位置
および第２の演算手段によって算出した車両の前後傾斜
角および左右傾斜角に基づいて前記車両代表点のｚ座標
位置を算出する第４の演算手段と、 を具えた車両位置及び姿勢角の計測装置。 - 【請求項２】前記算出された車両の代表点のxyz座標位
置を順次記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した
xyz座標位置に基づいて地図を作成表示する地図出力手
段とを含む特許請求の範囲第（１）項記載の車両位置及
び姿勢角の計測装置。 - 【請求項３】前記記憶手段は、同一のxy座標位置を有す
る三次元位置の場合には最新の三次元位置のみを記憶す
る特許請求の範囲第（２）項記載の車両位置及び姿勢角
の計測装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11685886A JPH0781858B2 (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 車両位置及び姿勢角の計測装置 |
| AU74816/87A AU591994B2 (en) | 1986-05-21 | 1987-05-21 | Apparatus for measuring position of moving body |
| US07/157,504 US4818107A (en) | 1986-05-21 | 1987-05-21 | System for measuring the position of a moving body |
| PCT/JP1987/000325 WO1987007368A1 (en) | 1986-05-21 | 1987-05-21 | Apparatus for measuring position of moving body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11685886A JPH0781858B2 (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 車両位置及び姿勢角の計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62273409A JPS62273409A (ja) | 1987-11-27 |
| JPH0781858B2 true JPH0781858B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=14697371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11685886A Expired - Lifetime JPH0781858B2 (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 車両位置及び姿勢角の計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781858B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010002290A1 (ru) | 2008-07-01 | 2010-01-07 | Gorilovskij Aleksej Alekseevic | Устройство для отображения обстановки вне сооружения с лифтом |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2601672B2 (ja) * | 1987-12-26 | 1997-04-16 | 株式会社小松製作所 | レーザ光受光装置 |
| JPH01203920A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-16 | Tokyu Constr Co Ltd | 移動作業機械の位置検出方法および装置 |
| JP2568109B2 (ja) * | 1988-06-13 | 1996-12-25 | 株式会社小松製作所 | 地形情報表示装置 |
| US8788154B2 (en) * | 2012-09-12 | 2014-07-22 | Kabushiki Kaisha Topcon | Construction machine control method and construction machine control system |
-
1986
- 1986-05-21 JP JP11685886A patent/JPH0781858B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010002290A1 (ru) | 2008-07-01 | 2010-01-07 | Gorilovskij Aleksej Alekseevic | Устройство для отображения обстановки вне сооружения с лифтом |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62273409A (ja) | 1987-11-27 |
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