JPH0130437B2 - - Google Patents
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- JPH0130437B2 JPH0130437B2 JP57127214A JP12721482A JPH0130437B2 JP H0130437 B2 JPH0130437 B2 JP H0130437B2 JP 57127214 A JP57127214 A JP 57127214A JP 12721482 A JP12721482 A JP 12721482A JP H0130437 B2 JPH0130437 B2 JP H0130437B2
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- light
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、移動体の自動操舵装置に関し、特
にたとえば自動車や工場内の無人移動搬送装置の
自動操舵を行なう装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic steering system for a moving object, and more particularly to a system for automatically steering an automobile or an unmanned mobile conveyance system in a factory.
従来、自動車や工場内の無人移動搬送装置など
の移動体を自動操舵する方法として、たとえば移
動体が走行する路面上に軌道レールを付設し、そ
の軌道レール上を走行させる方法があつた。この
ような方法は非常に大掛りな施設を要し、高価に
なるという欠点があつた。 BACKGROUND ART Conventionally, as a method for automatically steering a moving object such as a car or an unmanned transport device in a factory, there has been a method of attaching a track rail to the road surface on which the moving object runs, and having the moving object run on the track rail. This method has the drawback of requiring very large-scale facilities and being expensive.
それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単か
つ安価な構成で移動体を予め定められた軌跡に沿
つて移動させ得る移動体の自動操舵装置を提供す
ることである。 Therefore, the main object of the present invention is to provide an automatic steering system for a moving body that can move the moving body along a predetermined trajectory with a simple and inexpensive configuration.
この発明は、要約すれば、入射光方向に光を反
射する複数の光反射手段を予め定められた軌跡に
沿つて配列し、移動体からは所定の広がりを有す
る光ビームを発生し、この光ビームを光反射手段
が設けられた方向に回動走査させ、光反射手段か
ら反射される反射光を移動体で受光することによ
つてそのときの光ビーム走査手段の回動角度を検
出し、この検出した回動角度に基づいて移動体の
操舵方向を制御するようにしたものである。 In summary, this invention arranges a plurality of light reflecting means for reflecting light in the direction of incident light along a predetermined locus, generates a light beam having a predetermined spread from a moving body, and generates a light beam having a predetermined spread from a moving object. Rotating and scanning the beam in the direction in which the light reflecting means is provided, and detecting the rotational angle of the light beam scanning means at that time by receiving the reflected light reflected from the light reflecting means with a moving body, The steering direction of the moving object is controlled based on the detected rotation angle.
この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は、図面を参照して行なう以下の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。 The above objects and other objects and features of the present invention will become more apparent from the following detailed description with reference to the drawings.
第1図および第2図はこの発明の一実施例の原
理を説明するための図であり、特に、第1図は移
動体Vを側面から見た図であり、第2図は移動体
Vを正面から見た図である。図において、移動体
Vが走行する路面の上部の天井あるいは壁などに
光反射手段の一例のコーナキユーブCCが配列さ
れる。このコーナキユーブCCは移動体Vを移動
させるべき予め定められた軌跡に沿つて配列され
る。なお、コーナキユーブCCは直線上に配列さ
れてもよいし、第3図に示すように曲線の軌跡上
に配列されてもよい。ここで、コーナキユーブ
CCは、たとえば四面体のプリズムを複数個組合
わせることによつて構成される。そして、コーナ
キユーブCCは、入射した光の方向にその入射光
を反射するという光学的性質を有する。 1 and 2 are diagrams for explaining the principle of an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1 is a side view of the moving body V, and FIG. 2 is a diagram showing the moving body V. It is a figure seen from the front. In the figure, corner cubes CC, which are an example of light reflecting means, are arranged on the ceiling or wall above the road surface on which the moving body V runs. The corner cubes CC are arranged along a predetermined trajectory along which the moving body V is to be moved. Note that the corner cubes CC may be arranged on a straight line, or may be arranged on a curved locus as shown in FIG. Here, corner cube
The CC is constructed by, for example, combining a plurality of tetrahedral prisms. The corner cube CC has an optical property of reflecting the incident light in the direction of the incident light.
一方、移動体Vの上面には、ビームスキヤナ
BSが設けられる。そして、このビームスキヤナ
BSからは広がり角度φの光ビームPBが出射され
る。第2図に示すように、光ビームPBはビーム
スキヤナBSによつてたとえばθ1の角度範囲で回
動走査される。なお、光ビームPBの広がり角度
φは、光ビームPBの1回の回動走査で少なくと
も2つのコーナキユーブCCa,CCbに光が当たる
ような値に選ばれる。 On the other hand, a beam scanner is mounted on the top surface of the moving body V.
BS will be provided. And this beam scanner
A light beam PB with a spread angle φ is emitted from the BS. As shown in FIG. 2, the light beam PB is rotated and scanned by a beam scanner BS, for example, in an angular range of θ1. Note that the spread angle φ of the light beam PB is selected to a value such that light hits at least two corner cubes CCa and CCb in one rotational scan of the light beam PB.
ここで、ビームスキヤナBSは刻々の光ビーム
PBの回動走査角度を検出するためのたとえばロ
ータリエンコーダなどを有する。このロータリエ
ンコーダの基準角度はたとえばビームスキヤナ
BSの真上に選ばれる。さらに、ビームスキヤナ
BSには、コーナキユーブCCからの反射光を検出
するための受光手段が設けられる。たとえば、ビ
ームスキヤナBSから出射された光がコーナキユ
ーブCCaに当たると、コーナキユーブCCaは入射
光方向すなわちビームスキヤナBS方向に光ビー
ムPBを反射する。応じて、ビームスキヤナBSに
設けられた受光手段がコーナキユーブCCaからの
反射光を受光する。このときのロータリエンコー
ダの出力角度を読取れば、ロータリエンコーダの
基準角度に対するコーナキユーブCCaの開き角θa
を求めることができる。同様に、ロータリエンコ
ーダの基準角度に対するコーナキユーブCCbの開
き角θbが求められる。 Here, the beam scanner BS scans the light beam every moment.
It has, for example, a rotary encoder for detecting the rotational scanning angle of the PB. The reference angle of this rotary encoder is, for example, a beam scanner.
Selected right above BS. In addition, beam scanner
The BS is provided with light receiving means for detecting reflected light from the corner cube CC. For example, when light emitted from the beam scanner BS hits the corner cube CCa, the corner cube CCa reflects the light beam PB in the direction of the incident light, that is, in the direction of the beam scanner BS. Accordingly, the light receiving means provided in the beam scanner BS receives the reflected light from the corner cube CCa. If you read the output angle of the rotary encoder at this time, you can find the opening angle θa of the corner cube CCa with respect to the reference angle of the rotary encoder.
can be found. Similarly, the opening angle θb of the corner cube CCb with respect to the reference angle of the rotary encoder is determined.
上述のように、開き角θaおよびθbが求められ
る場合は、移動体Vの進行方向がコーナキユーブ
CCaとCCbとを結ぶ線分(予め定められた軌跡)
に対してずれているときである。もし、移動体V
の進行方向がコーナキユーブCCaとCCbとを結ぶ
線分と一致した関係にあれば、開き角θaおよび
θbはいずれも0となる。そこで、上述のように
して求めた開き角θaおよびθbをいずれも0にす
るように、移動体Vの操舵方向を制御すれば、移
動体VをコーナキユーブCCが配列された軌跡に
沿つて走行させることができる。 As mentioned above, when the opening angles θa and θb are determined, the traveling direction of the moving body V is the corner cube.
Line segment connecting CCa and CCb (predetermined trajectory)
This is when there is a deviation from the If the moving object V
If the traveling direction of the corner cubes CCa and CCb coincide with the line segment connecting them, the opening angles θa and θb will both be 0. Therefore, if the steering direction of the moving body V is controlled so that the opening angles θa and θb obtained as described above are both 0, the moving body V can be made to travel along the trajectory in which the corner cubes CC are arranged. be able to.
第4図はこの発明の一実施例に用いられるビー
ムスキヤナBSの外観図である。図において、円
筒1には、スリツト2が形成され、このスリツト
2から光ビームPBが出射される。また、スリツ
ト2の両端部には、前述のコーナキユーブCCか
らの反射光を受光するための受光部3および4が
設けられる。これら受光部3および4としては、
各種光電変換素子が用いられる。円筒1には、ロ
ータリエンコーダEC1およびモータM1が連結
される。モータM1の回転は円筒1に伝達され、
この円筒1を回動させる。すなわち、モータM1
は円筒1を回転させることによつて光ビームPB
を回動走査させる。また、ロータリエンコーダ
EC1はモータM1かつしたがつて光ビームPBの
回動角度を検出する。 FIG. 4 is an external view of a beam scanner BS used in an embodiment of the present invention. In the figure, a slit 2 is formed in a cylinder 1, and a light beam PB is emitted from this slit 2. Further, at both ends of the slit 2, light receiving sections 3 and 4 are provided for receiving the reflected light from the corner cube CC described above. These light receiving sections 3 and 4 are as follows:
Various photoelectric conversion elements are used. A rotary encoder EC1 and a motor M1 are connected to the cylinder 1. The rotation of motor M1 is transmitted to cylinder 1,
This cylinder 1 is rotated. That is, motor M1
is the light beam PB by rotating the cylinder 1
Rotate and scan. Also, rotary encoder
EC1 detects the rotation angle of motor M1 and therefore of light beam PB.
上述の円筒1およびモータM1は保持部材5に
よつて保持される。特に、円筒1は保持部材5に
よつて回動自在に保持され、モータM1は固定的
に保持される。この保持部材5には、ロータリエ
ンコーダEC2およびモータM2が連結される。
モータM2は保持部材5を回動させるが、これに
よつて円筒1、ロータリエンコーダEC1および
モータM1はモータM1による回動面とは直交す
る面上で回動される。また、ロータリエンコーダ
EC2はモータM2の回動角度を検出する。 The cylinder 1 and motor M1 described above are held by a holding member 5. In particular, the cylinder 1 is rotatably held by the holding member 5, and the motor M1 is held fixedly. A rotary encoder EC2 and a motor M2 are connected to this holding member 5.
The motor M2 rotates the holding member 5, which causes the cylinder 1, rotary encoder EC1, and motor M1 to rotate on a plane perpendicular to the plane of rotation by the motor M1. Also, rotary encoder
EC2 detects the rotation angle of motor M2.
第5図は第4図における線−に沿う断面図
である。図において、円筒1の内周壁には、半導
体レーザ11が設けられる。この半導体レーザ1
1から出射したレーザ光はレンズ13によつて拡
散され、さらにレンズ14によつて平行光とされ
る。この平行光はスリツト2近傍に設けられたレ
ンズ15によつて拡散される。この拡散方向は第
4図に示すように、スリツト2の長手方向であ
る。このようにして、スリツト2の長手方向に広
がりを有した光ビームPBがスリツト2から外部
へ出射される。なお、受光部3および4は、コー
ナキユーブCCから反射された光を受光するため
のものであるが、これらに代えてビームスプリツ
タ16およびこのビームスプリツタ16によつて
反射されるコーナキユーブCCからの光を受光す
る受光部17を設けるようにしてもよい。 FIG. 5 is a sectional view taken along the line - in FIG. 4. In the figure, a semiconductor laser 11 is provided on the inner peripheral wall of a cylinder 1. This semiconductor laser 1
The laser beam emitted from the laser beam 1 is diffused by a lens 13, and further converted into parallel light by a lens 14. This parallel light is diffused by a lens 15 provided near the slit 2. This diffusion direction is the longitudinal direction of the slit 2, as shown in FIG. In this way, the light beam PB spread in the longitudinal direction of the slit 2 is emitted from the slit 2 to the outside. Note that the light receiving sections 3 and 4 are for receiving the light reflected from the corner cube CC, but instead of receiving the light reflected from the corner cube CC, the light receiving sections 3 and 4 are for receiving the light reflected from the corner cube CC by the beam splitter 16 and the beam splitter 16. A light receiving section 17 that receives light may be provided.
上述のような構成において、ロータリエンコー
ダEC1の基準角度は移動体Vの真上に選ばれる。
ロータリエンコーダEC2の基準角度は移動体V
の直進方向に選ばれる。また、モータM1はモー
タM2に比べて充分速く回動される。 In the above configuration, the reference angle of the rotary encoder EC1 is selected to be directly above the moving body V.
The reference angle of rotary encoder EC2 is the moving object V.
is selected in the straight direction. Furthermore, the motor M1 is rotated sufficiently faster than the motor M2.
第6図はこの発明の一実施例の好ましいブロツ
ク図である。図において、ORゲート60には、
受光部3および4からの受光出力が与えられる。
このORゲート60の出力は、ANDゲート61お
よび62のそれぞれの一方入力に与えられる。
ANDゲート61の他方入力には、ロータリエン
コーダEC1からの角度出力が与えられる。した
がつて、ANDゲート61からは第2図で説明し
たθaあるいはθbが出力される。このANDゲート
61の出力(以下θαと称す)はCPU63に与え
られる。一方、ANDゲート62の他方入力には、
ロータリエンコーダEC2からの角度出力が与え
られる。したがつて、ANDゲート62からは、
受光部3あるいは4から受光出力があつたときに
おけるロータリエンコーダEC2の回動角度が出
力される。このANDゲート62の出力(以下θβ
と称す)はCPU63に与えられる。さらに、
CPU63には、モータM1を駆動するためのM
1駆動回路64からモータM1の回転方向切換信
号が与えられる。この回転方向切換信号は、たと
えばモータM1を正転させるときはハイレベルで
あり、逆転させるときはローレベルであるような
信号である。同様に、CPU63には、モータM
2を駆動させるためのM2駆動回路65からモー
タM2の回転方向切換信号が与えられる。 FIG. 6 is a preferred block diagram of one embodiment of the present invention. In the figure, the OR gate 60 includes
Light receiving outputs from light receiving sections 3 and 4 are given.
The output of this OR gate 60 is given to one input of each of AND gates 61 and 62.
The other input of the AND gate 61 is given the angle output from the rotary encoder EC1. Therefore, θa or θb explained in FIG. 2 is output from the AND gate 61. The output of this AND gate 61 (hereinafter referred to as θα) is given to the CPU 63. On the other hand, the other input of the AND gate 62 has
The angle output from rotary encoder EC2 is given. Therefore, from AND gate 62,
The rotation angle of the rotary encoder EC2 when the light receiving output is received from the light receiving section 3 or 4 is output. The output of this AND gate 62 (hereinafter θβ
) is given to the CPU 63. moreover,
The CPU 63 includes M for driving the motor M1.
A rotation direction switching signal for the motor M1 is applied from the M1 drive circuit 64. This rotational direction switching signal is, for example, a signal that is at a high level when rotating the motor M1 in the forward direction, and is at a low level when rotating the motor M1 in the reverse direction. Similarly, the CPU 63 has a motor M
A rotation direction switching signal for the motor M2 is applied from an M2 drive circuit 65 for driving the motor M2.
さらに、CPU63には、タイマ66、操舵用
モータ67、ROM68およびRAM69が接続
される。後述するように、この実施例では移動体
Vの操舵制御を2つのフアクタに基づいて交互に
行なうようにしているが、タイマ66はそのうち
の1つのフアクタに基づく操舵制御における操舵
時間を規制するために用いられる。操舵用モータ
67は移動体Vの操舵方向を制御するためのモー
タである。ROM68には、たとえば第9図ない
し第11図に示すようなCPU63の動作プログ
ラムが格納される。RAM69は、各種処理デー
タを記憶するが、特にこの実施例興味ある記憶領
域として、カウンタ69aと、θxレジスタ69
bと、θyレジスタ69cと、θFレジスタ69dと
を含む。 Furthermore, a timer 66, a steering motor 67, a ROM 68, and a RAM 69 are connected to the CPU 63. As will be described later, in this embodiment, the steering control of the moving body V is performed alternately based on two factors, and the timer 66 is used to regulate the steering time in the steering control based on one of the factors. used for. The steering motor 67 is a motor for controlling the steering direction of the moving body V. The ROM 68 stores operating programs for the CPU 63 as shown in FIGS. 9 to 11, for example. The RAM 69 stores various processing data, but the storage areas of particular interest in this embodiment include the counter 69a and the θx register 69.
b, a θy register 69c, and a θF register 69d.
第7図および第8図はこの発明の一実施例の操
舵制御態様を説明するための図解図である。ま
た、第9図ないし第11図はCPU63の動作を
説明するためのフローチヤートであり、特に第9
図はメインフローを示し、第10図および第11
図は第9図におけるサブルーチンを示す。 FIG. 7 and FIG. 8 are illustrative diagrams for explaining the steering control mode of an embodiment of the present invention. Furthermore, FIGS. 9 to 11 are flowcharts for explaining the operation of the CPU 63, and in particular, FIGS.
The figure shows the main flow, and Figures 10 and 11
The figure shows the subroutine in FIG.
以下、第1図ないし第11図を参照してこの発
明の一実施例の動作について説明する。 The operation of an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 11.
まず、第9図のステツプ(図示ではSと略す)
1において、θxが検出される。θxは、第7図に
示されるように、コーナキユーブCCaとCCbとを
結ぶ線分に対して移動体Vの直進方向がなす角度
である。ステツプ1におけるサブルーチンの詳細
は第10図に示される。 First, the steps in Figure 9 (abbreviated as S in the illustration)
1, θx is detected. As shown in FIG. 7, θx is the angle that the straight direction of the moving body V makes with the line segment connecting the corner cubes CCa and CCb. Details of the subroutine in step 1 are shown in FIG.
第10図において、ステツプ101では、ANDゲ
ート61から出力θαがあつたか否かが判断され
る。もし、出力θαがあれば、ステツプ102におい
て、ANDゲート62からの出力θβが読取られ、
RAM69に記憶される。次に、ステツプ103に
おいて、カウンタ69aが+1される。そして、
ステツプ104に進む。このステツプ104では、M1
駆動回路64からの回転方向切換信号に基づい
て、モータM1の回転方向が切換わつたか否かが
判断される。このステツプ104において、モータ
M1の回転方向の切換えが判断されなければ、再
びステツプ101以下の動作が繰返される。すなわ
ち、ステツプ101ないし104では、モータM1によ
る光ビームPBの1走査の間にコーナキユーブCC
から何回反射光を受光したかを検出している。一
方、ステツプ104において、モータM1の回転方
向の切換えが判断されると、ステツプ105に進む。
このステツプ105では、カウンタ69aの計数値
が1であるか否かが判断される。今、移動体Vの
直進方向がコーナキユーブCCaとCCbとを結ぶ線
分に対して平行でない場合を想定する。この場
合、コーナキユーブCCaからの反射光を受光する
タイミングとコーナキユーブCCbからの反射光を
受光するタイミングとがずれるため、モータM1
が光ビームPBを1回走査する間に得られる受光
出力は2個である。これに対し、移動体Vの直進
方向がコーナキユーブCCaとCCbとを結ぶ線分と
平行である場合は、コーナキユーブCCaからの反
射光を受光するタイミングとコーナキユーブCCb
からの反射光を受光するタイミングとはほぼ同じ
になる。したがつて、この場合モータM1が光ビ
ームPBを1回走査する間に得られる受光出力は
1個である。すなわち、ステツプ105では、カウ
ンタ69aの計数値が1であるか否かを判断する
ことによつて、移動体Vの直進方向がコーナキユ
ーブCCaとCCbとを結ぶ線分と平行であるか否か
を検出している。ステツプ105においてカウンタ
69aの計数値が1でないことが判断されると、
ステツプ106においてカウンタ69aがクリアさ
れる。その後、再びステツプ101以下の動作が繰
返される。これらステツプ101ないし106の動作の
繰返しによつて、カウンタ69aの計数値が1に
なると、ステツプ107においてθβがθxレジスタ6
9bに記憶される。なお、ここでθxレジスタ6
9bに記憶されるθβは光ビームPBの広がり方向
がコーナキユーブCCaとCCbとを結ぶ線分と平行
になつたときのロータリエンコーダEC2の角度
出力である。 In FIG. 10, in step 101, it is determined whether or not the output θα is received from the AND gate 61. If there is an output θα, then in step 102 the output θβ from the AND gate 62 is read;
It is stored in RAM69. Next, in step 103, the counter 69a is incremented by one. and,
Proceed to step 104. In this step 104, M1
Based on the rotation direction switching signal from the drive circuit 64, it is determined whether the rotation direction of the motor M1 has been switched. If it is not determined in step 104 that the rotational direction of the motor M1 should be changed, the operations from step 101 onward are repeated again. That is, in steps 101 to 104, during one scan of the light beam PB by the motor M1, the corner cube CC is
It detects how many times the reflected light is received. On the other hand, if it is determined in step 104 that the direction of rotation of the motor M1 should be changed, the process proceeds to step 105.
In step 105, it is determined whether the count value of the counter 69a is 1 or not. Now, assume that the straight direction of the moving body V is not parallel to the line segment connecting the corner cubes CCa and CCb. In this case, since the timing of receiving the reflected light from the corner cube CCa and the timing of receiving the reflected light from the corner cube CCb are different, the motor M1
The number of received light outputs obtained during one scan of the light beam PB is two. On the other hand, if the straight direction of the moving body V is parallel to the line segment connecting the corner cubes CCa and CCb, the timing of receiving the reflected light from the corner cube CCa and the corner cube CCb
The timing is almost the same as the timing at which the reflected light is received. Therefore, in this case, the number of received light outputs obtained while the motor M1 scans the light beam PB once is one. That is, in step 105, by determining whether the count value of the counter 69a is 1, it is determined whether the straight direction of the moving body V is parallel to the line segment connecting the corner cubes CCa and CCb. Detected. When it is determined in step 105 that the count value of the counter 69a is not 1,
In step 106, counter 69a is cleared. Thereafter, the operations starting from step 101 are repeated again. By repeating the operations in steps 101 to 106, when the count value of the counter 69a becomes 1, in step 107, θβ is changed to θx register 69a.
9b. Note that here, θx register 6
θβ stored in 9b is the angular output of the rotary encoder EC2 when the spreading direction of the light beam PB becomes parallel to the line segment connecting the corner cubes CCa and CCb.
再び第9図を参照して、ステツプ1の動作の
後、ステツプ2においてθxが0か否かが判断さ
れる。もし、θxが0でなければ、ステツプ3に
進む。このステツプ3では、θxに基づいて操舵
用モータ67による移動体Vの操舵が行なわれ
る。なお、このステツプ3における操舵では、た
とえばθxの正負に応じて操舵用モータ67を正
転あるいは逆転させる。また、θxの大きさに応
じて操舵用モータ67の回動角度を制御する。次
に、ステツプ4において、θxレジスタ69bが
クリアされる。その後、ステツプ1以下の動作が
繰返される。 Referring again to FIG. 9, after the operation in step 1, it is determined in step 2 whether θx is 0 or not. If θx is not 0, proceed to step 3. In step 3, the moving body V is steered by the steering motor 67 based on θx. In the steering in step 3, the steering motor 67 is rotated forward or reverse depending on, for example, whether θx is positive or negative. Further, the rotation angle of the steering motor 67 is controlled according to the magnitude of θx. Next, in step 4, the θx register 69b is cleared. Thereafter, the operations from step 1 onwards are repeated.
ステツプ3における操舵によつて、移動体Vの
直進方向がコーナキユーブCCaとCCbとを結ぶ線
分と平行となると、θxは0となる。そのことが
ステツプ2において判断され、ステツプ5におい
てタイマ66がスタートされる、次に、ステツプ
6において、θyが検出される。このθyはロータ
リエンコーダEC1の基準角度に対するコーナキ
ユーブCCa(あるいはCCb)からの反射光の開き
角である。なお、ステツプ6の動作に進む場合
は、ステツプ1ないし5の動作において既に移動
体Vの直進方向がコーナキユーブCCaとCCbとを
結ぶ線分と平行にされているため、コーナキユー
ブCCaの反射光の開き角とコーナキユーブCCbか
らの反射光の開き角とは等しくなつている。ここ
で、ステツプ6のサブルーチンの詳細は第11図
に示される。 As a result of the steering in step 3, when the straight direction of the moving body V becomes parallel to the line segment connecting the corner cubes CCa and CCb, θx becomes 0. This is determined in step 2, a timer 66 is started in step 5, and then, in step 6, θy is detected. This θy is the opening angle of the reflected light from the corner cube CCa (or CCb) with respect to the reference angle of the rotary encoder EC1. In addition, when proceeding to the operation of step 6, since the straight direction of the moving body V has already been made parallel to the line segment connecting the corner cubes CCa and CCb in the operations of steps 1 to 5, the difference in the reflected light of the corner cube CCa is The angle and the opening angle of the reflected light from the corner cube CCb are equal. Here, details of the subroutine of step 6 are shown in FIG.
次に、第11図を参照して、ステツプ111では
θαが読取られる。そして、ステツプ112に進む。
このステツプ112では、θαからθFレジスタ69d
に予め設定された角度θFが減算される。続いて、
ステツプ113において、ステツプ112における減算
結果がθyレジスタ69cに記憶される。 Next, referring to FIG. 11, in step 111, θα is read. Then, proceed to step 112.
In this step 112, from θα to θF register 69d
A preset angle θ F is subtracted from . continue,
At step 113, the result of the subtraction at step 112 is stored in the θy register 69c.
再び第9図を参照して、ステツプ7では、θy
レジスタ69cに記憶された角度θyに基づいて
操舵用モータ67が制御される。すなわち、ステ
ツプ7では、θyが0になる方向に操舵用モータ
67が制御される。したがつて、θFが0に設定さ
れているときは、移動体Vは各コーナキユーブ
CCを結ぶ線分の真下を走るように制御される。
これに対し、θFが正あるいは負のいずれかの値に
設定されているときは、移動体Vは各コーナキユ
ーブCCを結ぶ線分の右下あるいは左下を走るよ
うに制御される。次に、ステツプ8において、タ
イマ66がタイムアツプしたか否かが判断され
る。もし、タイマ66がタイムアツプしていなけ
れば、ステツプ7の動作が繰返される。ステツプ
7の動作が何回か行なわれた後ステツプ8におい
てタイマ66のタイムアツプが判断されると、ス
テツプ9においてθyレジスタ69cに記憶され
た角度θyがクリアされる。これらステツプ5な
いし9の操舵制御において、移動体Vは予め定め
られた軌跡にさらに近付けられる。 Referring again to FIG. 9, in step 7, θy
The steering motor 67 is controlled based on the angle θy stored in the register 69c. That is, in step 7, the steering motor 67 is controlled in the direction in which θy becomes zero. Therefore, when θ F is set to 0, the moving body V
It is controlled to run directly under the line segment connecting the CCs.
On the other hand, when θ F is set to either a positive or negative value, the moving body V is controlled to run on the lower right or lower left of the line segment connecting each corner cube CC. Next, in step 8, it is determined whether the timer 66 has timed up. If the timer 66 has not timed up, the operation of step 7 is repeated. After the operation in step 7 has been performed several times, it is determined in step 8 that the timer 66 has timed up, and in step 9 the angle θy stored in the θy register 69c is cleared. In the steering control of steps 5 to 9, the moving body V is brought closer to a predetermined trajectory.
上述のごとくこの実施例では、まず移動体Vが
予め定められた軌跡に平行になるように制御さ
れ、さらに次の段階で移動体Vが予め定められた
軌跡に近付くように制御される。このような交互
の制御を行なうと、移動体Vの走行軌跡は第3図
の1点鎖線Tで示すようにジグザグを描きながら
予め定められた軌跡に近付きその後予め定められ
た軌跡を追従する。 As described above, in this embodiment, the moving body V is first controlled so as to be parallel to a predetermined trajectory, and then in the next step, the moving body V is controlled so as to approach the predetermined trajectory. When such alternating control is performed, the travel trajectory of the moving body V approaches a predetermined trajectory while drawing a zigzag as shown by the dashed line T in FIG. 3, and then follows the predetermined trajectory.
第12図はこの発明の他の実施例を示す図解図
である。この実施例では、コーナキユーブCCが
群単位にまとめられ、各群はそれぞれがかなり長
い距離を隔てて設けられる。今、移動体Vが第1
群のコーナキユーブCCの下を通過しているとす
ると、移動体Vは第1群のコーナキユーブCCか
らの反射光に基づいて操舵制御される。ところ
が、移動体Vが第1群のコーナキユーブCCを通
過してしまうと、第1群のコーナキユーブCCに
よつて移動体Vの操舵制御ができなくなる。そこ
で、この実施例では、ビームスキヤナBS′を移動
体Vの走行方向に傾けることによつて第2群のコ
ーナキユーブCCに光ビームPBを投射して操舵制
御を行なうようにしている。 FIG. 12 is an illustrative view showing another embodiment of the invention. In this embodiment, the corner cubes CC are grouped into groups, and each group is separated by a fairly long distance. Now, mobile V is the first
Assuming that the moving body V is passing under the corner cube CC of the first group, the moving body V is steered based on the reflected light from the corner cube CC of the first group. However, if the moving body V passes through the first group of corner cubes CC, the steering control of the moving body V cannot be performed by the first group of corner cubes CC. Therefore, in this embodiment, the beam scanner BS' is tilted in the traveling direction of the moving body V to project the light beam PB onto the corner cube CC of the second group to perform steering control.
第13図および第14図は第12図に示すビー
ムスキヤナBS′の外観図であり、特に第13図は
移動体Vの側面から見た図であり、第14図は移
動体Vの正面から見た図である。図において、こ
のビームスキヤナBS′は、第4図と同様に半導体
レーザや光学系が収納された円筒1と、この円筒
1を直接回動させるためのモータM1と、モータ
M1の回動角度を検出するためのロータリエンコ
ーダEC1とを含む。円筒1およびモータM1は
保持部材50によつて保持される。この保持部材
50の底辺中央部はモータM3およびロータリエ
ンコーダEC3に連結される。モータM3は保持
部材50を回動させて、第12図に示すように光
ビームPBを傾ける。ロータリエンコーダEC3は
モータM3の回動角度を検出する。モータM3お
よびロータリエンコーダEC3は保持部材51に
よつて保持される。この保持部材51の底面には
ロータリエンコーダEC2とモータM2とが連結
される。モータM2は第4図に示すモータM2と
同様に、移動体Vの移動面と平行な面上で保持部
材51を回動させる。ロータリエンコーダEC2
はモータM2の回動角度を検出する。 13 and 14 are external views of the beam scanner BS' shown in FIG. 12, especially FIG. 13 is a view seen from the side of the moving body V, and FIG. 14 is a view seen from the front of the moving body V. This is a diagram. In the figure, this beam scanner BS' detects a cylinder 1 housing a semiconductor laser and an optical system, a motor M1 for directly rotating this cylinder 1, and the rotation angle of the motor M1, as in Fig. 4. It also includes a rotary encoder EC1. The cylinder 1 and the motor M1 are held by a holding member 50. A central portion of the bottom side of the holding member 50 is connected to a motor M3 and a rotary encoder EC3. The motor M3 rotates the holding member 50 to tilt the light beam PB as shown in FIG. Rotary encoder EC3 detects the rotation angle of motor M3. Motor M3 and rotary encoder EC3 are held by holding member 51. A rotary encoder EC2 and a motor M2 are connected to the bottom surface of this holding member 51. Similarly to the motor M2 shown in FIG. 4, the motor M2 rotates the holding member 51 on a plane parallel to the plane of movement of the moving body V. Rotary encoder EC2
detects the rotation angle of motor M2.
上述のごとくの構成で、第1群のコーナキユー
ブCCからの反射光が得られなくなれば、モータ
M3を回動させて光ビームPBを第2群のコーナ
キユーブCCに投射させる。その他の動作は、第
4図の実施例とほぼ同様であり、その詳細な説明
を省略する。 With the configuration as described above, if the reflected light from the corner cube CC of the first group is no longer obtained, the motor M3 is rotated to project the light beam PB onto the corner cube CC of the second group. Other operations are almost the same as those in the embodiment shown in FIG. 4, and detailed explanation thereof will be omitted.
上述したこの発明の他の実施例によれば、コー
ナキユーブCCの設置個数を減らすことができ設
備費の低減を図ることができる。なお、このよう
な実施例はたとえばトンネル内における自動車の
操舵制御に特に有効となろう。 According to the other embodiment of the present invention described above, the number of corner cube CCs installed can be reduced, and equipment costs can be reduced. Incidentally, such an embodiment would be particularly effective for controlling the steering of an automobile in a tunnel, for example.
なお、以上の説明では、1台の移動体Vの操舵
制御について示したが、コーナキユーブCCは複
数台の移動体Vによつて同時に共用されることが
可能である。たとえば、複数のレーンがある道路
では、いずれかのレーンの上部に1列だけコーナ
キユーブを配列しておけばよい。その場合、各レ
ーンを走る移動体Vで設定されるθFを各レーンに
見合うように異ならせて設定しておけばよい。ま
た、以上の説明では、この発明を移動体の操舵制
御に用いる場合について説明したが、この発明は
移動体が予め定める軌跡からずれたことを警報あ
るいは表示するようなコースずれ検知装置にも利
用することができる。 Note that although the above explanation has been about steering control of one moving body V, the corner cube CC can be shared by a plurality of moving bodies V at the same time. For example, on a road with multiple lanes, only one row of corner cubes may be arranged at the top of any lane. In that case, θ F set for the moving object V running in each lane may be set differently to suit each lane. Further, in the above explanation, the case where the present invention is used for steering control of a moving body has been explained, but the present invention can also be applied to a course deviation detection device that warns or displays that a moving body has deviated from a predetermined trajectory. can do.
以上のように、この発明によれば、従来のよう
な軌道レールに代えて予め定められた軌跡に沿つ
て光反射手段を配列するだけでよく、非常に簡単
かつ安価な移動体の自動操舵装置が得られる。ま
た、光反射手段は複数の移動体によつて同時に共
用されることができ、さらに設備費の低減を図る
ことができる。また、この発明によれば、光ビー
ムを移動体が走行する面と直交する方向および平
行な面上の2方向に回動させ、これら各回動方向
に関連して異なる2種類の回動角度を検出し、そ
れを移動体の誘導のためのパラメータとして用い
るようにしたので、これら2種類のパラメータか
ら誘導コースに対する移動体の進行方向のずれ角
度と移動体に対する光反射手段の鉛直角とを知る
ことができ、その結果、移動体と光反射手段との
鉛直角を所定角度に保ちながら移動体を誘導する
ことができる。これによつて、移動体の誘導コー
スの真上に障害物がある場合はそれを避けて光反
射手段を配置することができ、まわりの障害物に
左右されることなく移動体の誘導コースを設定で
きるという効果もある。 As described above, according to the present invention, it is only necessary to arrange the light reflecting means along a predetermined trajectory instead of the conventional track rail, and it is possible to obtain a very simple and inexpensive automatic steering system for a moving body. is obtained. Further, the light reflecting means can be shared by a plurality of moving bodies at the same time, and equipment costs can further be reduced. Further, according to the present invention, the light beam is rotated in two directions, one in a direction perpendicular to the plane on which the moving body travels and the other in a plane parallel to the plane, and two different rotation angles are set in relation to each of these rotation directions. Since this is detected and used as a parameter for guiding the moving object, the deviation angle of the moving direction of the moving object with respect to the guidance course and the vertical angle of the light reflecting means with respect to the moving object can be determined from these two types of parameters. As a result, the moving object can be guided while maintaining the vertical angle between the moving object and the light reflecting means at a predetermined angle. As a result, if there is an obstacle directly above the guiding course of the moving object, the light reflecting means can be placed to avoid it, and the guiding course of the moving object can be guided without being affected by surrounding obstacles. It also has the effect of being configurable.
第1図および第2図はこの発明の一実施例の原
理を説明するための図であり、第1図は移動体V
を側面から見た図であり、第2図は移動体Vを正
面から見た図である。第3図はコーナキユーブ
CCの配置例と、移動体Vの走行軌跡を示す図で
ある。第4図はビームスキヤナBSの外観図であ
る。第5図は第4図における線−に沿う断面
図である。第6図はこの発明の一実施例の好まし
いブロツク図である。第7図および第8図はこの
発明の一実施例の操舵制御態様を説明するための
図解図である。第9図ないし第11図はCPU6
3の動作を説明するためのフローチヤートであ
る。第12図はこの発明の他の実施例を示す図解
図である。第13図および第14図は第12図に
示すビームスキヤナBS′の外観図であり、特に第
13図は移動体Vの側面から見た図であり、第1
4図は移動体Vの正面から見た図である。
図において、Vは移動体、BSはビームスキヤ
ナ、CCはコーナキユーブ、M1ないしM3はモ
ータ、EC1ないしEC3はロータリエンコーダ、
4および3は受光部、11は半導体レーザを示
す。
1 and 2 are diagrams for explaining the principle of an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows a moving body V
FIG. 2 is a diagram of the mobile body V viewed from the front. Figure 3 shows the corner cube.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of CCs and a traveling trajectory of a moving body V. FIG. Figure 4 is an external view of the beam scanner BS. FIG. 5 is a sectional view taken along the line - in FIG. 4. FIG. 6 is a preferred block diagram of one embodiment of the present invention. FIG. 7 and FIG. 8 are illustrative diagrams for explaining the steering control mode of an embodiment of the present invention. Figures 9 to 11 show CPU6
3 is a flowchart for explaining the operation of step 3. FIG. 12 is an illustrative view showing another embodiment of the invention. 13 and 14 are external views of the beam scanner BS' shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram of the moving body V seen from the front. In the figure, V is a moving body, BS is a beam scanner, CC is a corner cube, M1 to M3 are motors, EC1 to EC3 are rotary encoders,
4 and 3 are light receiving sections, and 11 is a semiconductor laser.
Claims (1)
せるために、移動体の操舵制御を行なう移動体の
自動操舵装置であつて、 前記予め定められた軌跡に沿つて配列され、入
射光方向に光を反射する複数の光反射手段、 前記移動体に設けられ、所定の拡がりを有する
光ビームを発生する光ビーム発生手段、 前記光ビーム発生手段に関連して設けられ、前
記光ビーム発生手段から発生された光ビームを前
記光反射手段方向に回動走査する光ビーム走査手
段、 前記光ビーム走査手段に関連して設けられ、前
記光反射手段からの反射光を受光するための受光
手段、 前記光ビーム走査手段に関連して設けられ、前
記受光手段の受光出力に応答して前記光ビーム走
査手段のそのときの回動角度を検出する回動角度
検出手段、および 前記回動角度検出手段によつて検出された回動
角度に基づいて、前記移動体の操舵方向を制御す
る操舵方向制御手段を備え、 前記光ビーム走査手段は、 前記光ビームを前記移動体が走行する面と直交
する方向に回動走査させる第1の光ビーム走査手
段と、 前記光ビームを前記移動体が走行する面と平行
な面上で回動させる第2の光ビーム走査手段とを
含み、 前記回動角度検出手段は、 前記第1の光ビーム走査手段において予め定め
られた基準回動角度に対する前記光反射手段から
の反射光の開き角を検出する開き角検出手段と、 前記第2の光ビーム走査手段の回動角度が前記
予め定められた軌跡に対して平行になつたときの
該回動角度を検出する平行回動角度検出手段とを
含み、 前記操舵方向制御手段は前記開き角検出手段に
よつて検出された開き角と前記平行回動角度検出
手段によつて検出された平行回動角度とに基づい
て前記移動体の操舵方向を制御する手段を含む、
移動体の自動操舵装置。 2 前記光反射手段は比較的短い間隔で配列され
る複数の群を有し、 前記各群は比較的長い間隔で配置され、 前記光ビームがいずれかの群方向に走査される
ように、前記光ビーム走査手段による走査方向を
前記移動体が走行する面に対して傾けるための手
段を含む、特許請求の範囲第1項記載の移動体の
自動操舵装置。[Scope of Claims] 1. An automatic steering device for a movable body that performs steering control of a movable body in order to move the movable body along a predetermined trajectory, comprising: a plurality of light reflecting means for reflecting light in the direction of the incident light; a light beam generating means provided on the movable body for generating a light beam having a predetermined spread; a light beam generating means provided in association with the light beam generating means; a light beam scanning means for rotationally scanning the light beam generated from the light beam generating means in the direction of the light reflecting means; provided in association with the light beam scanning means and receiving reflected light from the light reflecting means; a rotation angle detection means that is provided in association with the light beam scanning means and detects the current rotation angle of the light beam scanning means in response to the light receiving output of the light receiving means; The light beam scanning means includes a steering direction control means for controlling a steering direction of the movable body based on the rotation angle detected by the rotation angle detection means, and the light beam scanning means is configured such that the light beam causes the mobile body to travel. a first light beam scanning device that rotates and scans the light beam in a direction perpendicular to a plane on which the moving object moves; and a second light beam scanning device that rotates the light beam on a plane that is parallel to the plane on which the moving body runs. , the rotation angle detection means includes: an aperture angle detection means for detecting an aperture angle of reflected light from the light reflection means with respect to a predetermined reference rotation angle in the first light beam scanning means; parallel rotation angle detection means for detecting a rotation angle when the rotation angle of the light beam scanning means becomes parallel to the predetermined trajectory, and the steering direction control means includes comprising means for controlling the steering direction of the movable body based on the opening angle detected by the angle detection means and the parallel rotation angle detected by the parallel rotation angle detection means;
Automatic steering device for mobile objects. 2. The light reflecting means has a plurality of groups arranged at relatively short intervals, each group is arranged at relatively long intervals, and the light beam is scanned in the direction of one of the groups. 2. The automatic steering system for a moving body according to claim 1, further comprising means for tilting a scanning direction of the light beam scanning means with respect to a plane on which the moving body runs.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57127214A JPS5915881A (en) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | Apparatus for automatically steering moving object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57127214A JPS5915881A (en) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | Apparatus for automatically steering moving object |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5915881A JPS5915881A (en) | 1984-01-26 |
JPH0130437B2 true JPH0130437B2 (en) | 1989-06-20 |
Family
ID=14954544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57127214A Granted JPS5915881A (en) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | Apparatus for automatically steering moving object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5915881A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2509551B2 (en) * | 1984-05-09 | 1996-06-19 | 俊弘 津村 | Optical beam transmitter / receiver for guiding a moving body |
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-
1982
- 1982-07-19 JP JP57127214A patent/JPS5915881A/en active Granted
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Also Published As
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JPS5915881A (en) | 1984-01-26 |
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