JPH0363084B2 - - Google Patents
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- JPH0363084B2 JPH0363084B2 JP59118022A JP11802284A JPH0363084B2 JP H0363084 B2 JPH0363084 B2 JP H0363084B2 JP 59118022 A JP59118022 A JP 59118022A JP 11802284 A JP11802284 A JP 11802284A JP H0363084 B2 JPH0363084 B2 JP H0363084B2
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- light beam
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- light receiving
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
- G05D1/0234—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、無人搬送車や移動ロボツト等の走
行移動体を光ビームを用いて自動誘導及び位置決
め停止するための光誘導装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an optical guidance device for automatically guiding, positioning, and stopping a traveling moving object such as an automatic guided vehicle or a mobile robot using a light beam.
従来から、例えば日本自動制御協会において昭
和57年1月26日、27日に開催された「第5回ビー
クル・オートメーシヨン・シンポジウム」及び昭
和58年1月25日、26日に開催された「第6回ビー
クル・オートメーシヨン・シンポジウム」で発表
されているように、無人搬送車をレーザビーム等
の光ビームを用いて自動誘導することは一般に知
られている。
Traditionally, for example, the ``5th Vehicle Automation Symposium'' was held at the Japan Automatic Control Association on January 26 and 27, 1982, and the ``5th Vehicle Automation Symposium'' was held on January 25 and 26, 1982. As announced at the 6th Vehicle Automation Symposium, it is generally known that automated guided vehicles can be automatically guided using a light beam such as a laser beam.
第16図a,bは従来のこの種の装置をそれぞ
れ示し、また第17図は第16図bに示す装置の
詳細図、第18図はその受光装置の詳細図であ
り、図中1は無人搬送車2は例えば第18図に示
すように太陽電池等の光電センサ2aが多数個ア
レイ状に横方向に設けられた受光装置、3はHe
−Ne発振管等のレーザ光源、4はビームスキヤ
ナ5によつて駆動される揺動ミラー、6はレーザ
光源3から受光装置2に照射される細い直進ビー
ム、6a,6bは揺動ミラー4で扇形に角度αで
掃引される光ビームの最大振れ幅、7は無人搬送
車1の走行コースである。また8は受光装置2の
中心軸、9車体の中心軸である。 16a and 16b show conventional devices of this type, FIG. 17 is a detailed view of the device shown in FIG. 16b, and FIG. 18 is a detailed view of the light receiving device. For example, as shown in FIG. 18, the automatic guided vehicle 2 has a light receiving device in which a large number of photoelectric sensors 2a such as solar cells are arranged laterally in an array;
- A laser light source such as a Ne oscillator tube, 4 is a swinging mirror driven by a beam scanner 5, 6 is a narrow straight beam irradiated from the laser light source 3 to the light receiving device 2, 6a and 6b are swinging mirrors 4 in a fan shape 7 is the maximum swing width of the light beam swept at an angle α, and 7 is the traveling course of the automatic guided vehicle 1. Further, 8 is the central axis of the light receiving device 2, and 9 is the central axis of the vehicle body.
次に動作について説明する。第16図aに示す
従来装置においては、レーザ光源3から出た光ビ
ームは、細い直進ビーム6として受光装置2に照
射される。また第16図bに示す従来装置におい
ては、レーザ光源3から出た光ビームは、ビーム
スキヤナ5の揺動ミラー4によつて無人搬送車1
の走行予定コース7にそい一定周期で扇形に掃引
され、受光装置2で受光される。そしていずれの
従来装置においても、例えば第18図に示すよう
に光ビームを受光した光電センサ2aの位置によ
り、受光装置2の走行予定コース7に対する横ず
れ量wを検知することができる。従つて、無人搬
送車1は、投光ビームが中央部の光電センサ2a
で受光できるように横ずれ量wに応じた操舵をす
ることで走行予定コース7にそつて走行すること
ができる。 Next, the operation will be explained. In the conventional device shown in FIG. 16a, a light beam emitted from a laser light source 3 is irradiated onto a light receiving device 2 as a narrow straight beam 6. Further, in the conventional device shown in FIG.
The light is swept in a fan-shape at a constant period along the scheduled travel course 7, and is received by the light receiving device 2. In any of the conventional devices, for example, as shown in FIG. 18, the amount of lateral deviation w of the light receiving device 2 with respect to the planned travel course 7 can be detected based on the position of the photoelectric sensor 2a that receives the light beam. Therefore, in the automatic guided vehicle 1, the projected beam is located at the center of the photoelectric sensor 2a.
By steering the vehicle according to the amount of lateral deviation w so that the vehicle can receive light, the vehicle can travel along the planned travel course 7.
ところで、第16図aに示す従来装置は、細い
直進ビームを用いているため、光強度が強く光信
号のS/N比がよく信号処理は容易であるが、無
人車の走行路の凹凸、車体の振動、荷重による車
体の沈み等に対応できるだけの受光面の高さ方向
の寸法が必要であり、受光装置のセンサや光学系
が高価になる。また光強度が強いため、人間の眼
に対する危険性の問題も大きく、設置場所に制限
を受けるという問題もある。 By the way, since the conventional device shown in FIG. 16a uses a narrow straight beam, the light intensity is strong, the S/N ratio of the optical signal is good, and signal processing is easy. The height dimension of the light-receiving surface must be large enough to cope with vibrations of the vehicle body, sinking of the vehicle body due to load, etc., and the sensor and optical system of the light-receiving device become expensive. Furthermore, since the light intensity is strong, there is a serious problem of danger to human eyes, and there is also a problem that there are restrictions on the installation location.
これに対し第16図bに示す従来装置は、光ビ
ームを垂直面内で扇形に掃引するため、受光面の
高さ方向の制限はなくなるが、投光装置からの距
離が増大するに従つて掃引周期に対する受光時間
の割合が減少していき、光信号のS/N比が著し
く低下するという欠点がある。このため、受光セ
ンサに高速応答のものが必要となる。 On the other hand, the conventional device shown in FIG. 16b sweeps the light beam fan-shaped in a vertical plane, so there is no limit to the height of the light receiving surface, but as the distance from the light projecting device increases, The disadvantage is that the ratio of the light reception time to the sweep period decreases, and the S/N ratio of the optical signal decreases significantly. For this reason, a light receiving sensor that responds quickly is required.
また、上記いずれの従来装置においても、受光
した光電センサの中心軸に対する横ずれ量を検出
するものであるため、例えば第18図に示す姿勢
角は、ある距離を直進走行した後でなければ算
出することができず、迅速な軌道修正操舵はでき
なかつた、また目標地点への無人搬送車の位置決
めのためには、磁気的、光学的、あるいは機械的
等の他の手段を必要とした。 In addition, in any of the above conventional devices, since the amount of lateral deviation with respect to the central axis of the photoelectric sensor that receives light is detected, the attitude angle shown in FIG. 18, for example, cannot be calculated unless the vehicle has traveled a certain distance straight. In addition, other means such as magnetic, optical, or mechanical were required to position the automatic guided vehicle to the target point.
この発明はかかる欠点を解消する目的でなされ
たもので、光ビームの形状あるいは掃引方式を改
良するとともに、受光装置の構造を改良し、もつ
て横ずれ量および姿勢角を同時に検知して迅速に
軌道修正操舵ができるようにし、また上記光ビー
ムを用いて走行移動体の停止位置を検出する目標
位置検知装置を走行移動体に設置し、もつて精度
のよい位置決め停止が得られる走行移動体の光誘
導装置を提案するものである。
This invention was made with the aim of eliminating such drawbacks, and it improves the shape or sweep method of the light beam, as well as the structure of the light receiving device, thereby simultaneously detecting the amount of lateral deviation and the attitude angle, and quickly orbiting. The light beam of the traveling movable body enables corrective steering, and a target position detection device is installed on the traveling movable body to detect the stop position of the traveling movable body using the above-mentioned light beam, thereby obtaining accurate positioning and stopping. This paper proposes a guidance device.
以下、第1図〜第15図によつてこの発明の実
施例を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 15.
第1図はこの発明に係る光誘導装置の全体構成
図であり、図中1は無人搬送車、3はレーザ光
源、6c,6dは縦長横細ビームの上端及び下
端、20は無人搬送車1上に設置され光ビームに
対する走行移動体の横偏移量及び姿勢角を同時に
検出する受光装置と走行移動体の停止位置を検出
する目標位置検出装置とを備えた検出装置、40
は縦長横細の偏平平行な光ビームを形成する光学
系である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a light guiding device according to the present invention, in which 1 is an automatic guided vehicle, 3 is a laser light source, 6c and 6d are the upper and lower ends of the vertically long and horizontally narrow beams, and 20 is the automatic guided vehicle 1. Detection device 40, which is installed above and includes a light receiving device that simultaneously detects the amount of lateral deviation and attitude angle of the traveling movable body with respect to the light beam, and a target position detection device that detects the stop position of the traveling movable body.
is an optical system that forms a vertically long, horizontally narrow, oblate and parallel light beam.
しかして、縦長ビームとすることにより、受光
面の高さ方向の制限がなく、さらにレーザ光源3
から遠距離の地点でも受光時間は同一であるた
め、光信号のS/N比の低下は極めてわずかであ
る。また光ビームを縦方向に拡大しているため、
人間の眼に入る光の強度も緩和されて安全であ
る。また、偏平光ビームは横細断面形状であるた
め、無人搬送車1の横偏移量及び姿勢角の検出に
対しても、精度の低下が生じないという利点があ
る。 By using a vertically elongated beam, there is no restriction in the height direction of the light-receiving surface, and furthermore, the laser light source 3
Since the light reception time is the same even at a point far away from the center, the S/N ratio of the optical signal decreases very little. Also, since the light beam is expanded vertically,
The intensity of light that enters the human eye is also reduced and is safe. Moreover, since the flattened light beam has a horizontally narrow cross-sectional shape, there is an advantage that accuracy does not decrease when detecting the amount of lateral deviation and attitude angle of the automatic guided vehicle 1.
第2図はこの発明に係る投光装置の一実施例を
示す。図において42はビームエクスパンダ、4
3はシリンドリカル凹レンズ、44はシリンドリ
カル凸レンズ、45は偏平光ビームの断面形状を
表わしている。レンズ43はビームエクスパンダ
42からの細い円形断面形状の平行ビームを垂直
面についてのみ扇形に拡大し、レンズ44はこの
扇形の光を垂直面についてのみ平行光線に戻す働
きをし、いずれも水平面については入射ビーム直
径に等しい幅を維持するものである。またビーム
エキスパンダ42は、レーザ光源3からのビーム
を所要の直径の円形平行ビームに変換するもので
ある。 FIG. 2 shows an embodiment of a light projecting device according to the present invention. In the figure, 42 is a beam expander;
3 represents a cylindrical concave lens, 44 represents a cylindrical convex lens, and 45 represents the cross-sectional shape of the flattened light beam. The lens 43 functions to expand the parallel beam with a thin circular cross-section from the beam expander 42 into a fan shape only on the vertical plane, and the lens 44 functions to return this fan-shaped light to parallel rays only on the vertical plane, and both of them function to expand the parallel beam with a thin circular cross-sectional shape into a fan shape on the vertical plane. maintains a width equal to the incident beam diameter. Also, the beam expander 42 converts the beam from the laser light source 3 into a circular parallel beam of a required diameter.
上記光学系は偏平形状断面の全域を、ほゞ均等
な光強度とするものである。なお、他の手段とし
て、偏平断面領域を円形平行ビームで上下に掃引
させても、ほゞ同様の効果を得ることができる。 The above optical system provides substantially uniform light intensity over the entire area of the flat cross section. Note that as another means, substantially the same effect can be obtained by sweeping the flat cross-sectional area up and down with a circular parallel beam.
第3図a〜dはそれらの概略構成例であり、4
6は多角形回転ミラー、47はコリメータレン
ズ、48は揺動ミラー、49a,49bは1対と
して同一角度を揺動する平行ミラーまたは平行プ
リズム、60は垂直に上下するミラー、61は光
路断面を表わしている。 Figures 3a to 3d are schematic configuration examples thereof, and 4
6 is a polygonal rotating mirror, 47 is a collimator lens, 48 is a swinging mirror, 49a and 49b are parallel mirrors or parallel prisms that swing at the same angle as a pair, 60 is a mirror that moves vertically up and down, and 61 is a cross section of the optical path. It represents.
次に、受光装置の説明に先立ち、横偏移量と姿
勢角の検出原理について説明する。 Next, prior to explaining the light receiving device, the principle of detecting the amount of lateral deviation and attitude angle will be explained.
第4図a,bはリニヤポジシヨンセンサの原理
を示すものであり、平板状の光導電素子にバイア
ス電圧VBを印加し第4図aに示すような演算増
幅器回路を付加することによつて、光ビームが照
射される位置に比例する電圧信号が第4図bに示
すように得られる。 Figures 4a and 4b show the principle of a linear position sensor, which is achieved by applying a bias voltage V B to a flat photoconductive element and adding an operational amplifier circuit as shown in Figure 4a. As a result, a voltage signal proportional to the position irradiated with the light beam is obtained as shown in FIG. 4b.
第5図aは、この発明に係る受光装置の基本部
分の平面図であり、同図bは同正面図である。図
中、S1およびS2はリニヤポジシヨンセンサであ
り、既知間隔lで平行に設置されている。またこ
れらは第5図bの如く、高さを異ならせて設置さ
れており、縦長・横細の光ビームを干渉なく同時
に受光することができるようになつている。 FIG. 5a is a plan view of the basic part of the light receiving device according to the present invention, and FIG. 5b is a front view of the same. In the figure, S 1 and S 2 are linear position sensors, which are installed in parallel at a known interval l. Further, as shown in FIG. 5B, these are installed at different heights, so that vertically long and horizontally narrow light beams can be received simultaneously without interference.
第5図aにおいて、平行に設置されたリニヤポ
ジシヨンセンサS1,S2の中心軸に対し、ある角度
で光ビームが照射されている時、各センサS1,
S2に付加した演算増幅器出力からは光ビームの位
置d1,d2を検知することができる。ここで、各セ
ンサS1,S2の間隔lが既知であるから、センサ中
心Oと光ビーム軸とのずれ量yおよびセンサ中心
軸と光ビーム軸との角度φは第5図aにおいてセ
ンサ軸をx軸、センサS1,S2の中心Oを通つてこ
れに直交する軸をy軸とする座標系を先ず考え、
そして光ビームがセンサS1,S2に受光される点を
P1,P2とするとこの点の座標は、
P1=(x1、y1)=(−l/2、d1)
P2=(x2、y2)=(−l/2、d2)
従つて、その中点Mの座標は
M=(x1+x2/2、y1+y2/2)=(O、d1+d2/2
)
故に
y=d1+d2/2 ……(1)
又、傾きtanφは数学公式より
tanφ=y2−y1/x2−x1=d2−d1/l
従つて、
φ=tan-1d2−d1/l ……(2)
上記(2)式は
φ=tan-1d2−d1/l
であり、φの結果が上式と正負逆になるが、φの
意味としてどちらを正或は負と考えるかを決めれ
ば良いので、処理上特に問題ないと考える。 In FIG. 5a, when a light beam is irradiated at a certain angle with respect to the central axis of linear position sensors S 1 and S 2 installed in parallel, each sensor S 1 ,
The positions d 1 and d 2 of the light beam can be detected from the output of the operational amplifier added to S 2 . Here, since the distance l between each sensor S 1 and S 2 is known, the amount of deviation y between the sensor center O and the light beam axis and the angle φ between the sensor center axis and the light beam axis are determined by the sensor in FIG. First, consider a coordinate system in which the x-axis is the axis and the y-axis is the axis passing through the center O of the sensors S 1 and S 2 and perpendicular thereto,
Then, the point where the light beam is received by sensors S 1 and S 2 is
Assuming P 1 and P 2 , the coordinates of this point are P 1 = (x 1 , y 1 ) = (-l/2, d 1 ) P 2 = (x 2 , y 2 ) = (-l/2, d 2 ) Therefore, the coordinates of the midpoint M are M = (x 1 + x 2 /2, y 1 + y 2 /2) = (O, d 1 + d 2 /2
) Therefore, y=d 1 + d 2 /2 ...(1) Also, the slope tanφ is calculated from the mathematical formula: tanφ=y 2 −y 1 /x 2 −x 1 =d 2 −d 1 /l Therefore, φ=tan -1 d 2 −d 1 /l ...(2) The above equation (2) is φ=tan -1 d 2 −d 1 /l, and the result of φ is opposite in sign to the above equation, but the I don't think there is any particular problem in processing, since all you have to do is decide which meaning is considered positive or negative.
つぎにこの原理を用いた受光装置を無人搬送車
に塔載する場合について述べる。 Next, we will discuss the case where a light receiving device using this principle is mounted on an automatic guided vehicle.
第6図において10は無人搬送車1に塔載され
た受光装置、30は前述した偏平ビームを発生す
る投光装置である。またA1−A2は光ビーム軸、
B1−B2及びC1−C2は無人搬送車1の車体中心軸
である。 In FIG. 6, 10 is a light receiving device mounted on the automatic guided vehicle 1, and 30 is a light projecting device that generates the flat beam described above. Also, A 1 − A 2 is the optical beam axis,
B 1 -B 2 and C 1 -C 2 are the vehicle body center axes of the automatic guided vehicle 1.
第6図においては、受光装置10を車体中心軸
に一致して搭載されているため、車体の姿勢角
および横ずれ量yは前記(1)式及び(2)式よりただち
に求めることができる。しかし、y、が大きく
なるにつれて受光装置10及びリニヤポジシヨン
センサS1,S2の寸法も大きくする必要がある。 In FIG. 6, since the light receiving device 10 is mounted so as to coincide with the center axis of the vehicle body, the attitude angle and the amount of lateral deviation y of the vehicle body can be immediately determined from the above equations (1) and (2). However, as y becomes larger, the dimensions of the light receiving device 10 and the linear position sensors S 1 and S 2 also need to be increased.
第7図はこの点を改良した受光装置の一例を示
すものであり、同一符号は同一構成要素を示す。 FIG. 7 shows an example of a light receiving device improved in this respect, and the same reference numerals indicate the same components.
この場合、受光装置10は車体中心軸C1−C2
上で移動可能であり、さらに受光装置10自体も
旋回可能なように載置されている。そして上記の
移動および旋回可能な機構は、光ビーム軸A1−
A2が受光装置10の中心軸と一致するように追
従制御されるようになつている。 In this case, the light receiving device 10 is connected to the vehicle body center axis C 1 -C 2
The light receiving device 10 itself is mounted so as to be movable thereon, and furthermore, the light receiving device 10 itself can be rotated. And the above movable and rotatable mechanism has a light beam axis A 1 −
Follow-up control is performed so that A 2 coincides with the central axis of the light receiving device 10.
このような方式によれば、、yの増大に対し
ても小形の受光装置およびリニヤポジシヨンセン
サで対応できる。 According to such a method, an increase in y can be handled using a small light receiving device and a linear position sensor.
第8図は無人搬送車に搭載された上記受光装置
によつて姿勢角および横ずれ量yを算出するた
めの説明図である。第8図では説明を簡単にする
ため、受光装置の旋回可能軸および光ビーム軸が
リニヤポジシヨンセンサS1の中央と一致している
場合について示している。図においてOは車体中
心、θは受光装置旋回角度、wは受光装置横移動
量、dはリニヤポジシヨンセンサS2による偏移検
出量であり、θ・w・dはそれぞれ計測制御装置
により検出可能であるとする。この時、
=π/2−θ+tan-1d/l……(3)
y=w cos ……(4)
として算出することができる。なお、受光装置の
旋回可能軸および光ビーム軸がリニヤポジシヨン
センサS1の中央に一致しない場合についても、概
略同様の方式で計算できることは言うまでもな
い。 FIG. 8 is an explanatory diagram for calculating the attitude angle and the amount of lateral deviation y using the light receiving device mounted on the automatic guided vehicle. In order to simplify the explanation, FIG. 8 shows a case where the rotatable axis of the light receiving device and the optical beam axis coincide with the center of the linear position sensor S1 . In the figure, O is the center of the vehicle body, θ is the turning angle of the light receiving device, w is the amount of lateral movement of the light receiving device, d is the amount of deviation detected by the linear position sensor S2 , and θ, w, and d are each detected by the measurement control device. Suppose it is possible. At this time, it can be calculated as =π/2-θ+tan -1 d/l...(3) y=w cos...(4). Note that it goes without saying that even in the case where the rotatable axis of the light receiving device and the optical beam axis do not coincide with the center of the linear position sensor S1 , the calculation can be performed using roughly the same method.
第9図は受光装置主要部の構造概略を示すもの
であり、同図aは平面図、同図bは正面図(一部
断面図)、同図cは側面図である。図中、11は
暗箱、12は旋回軸、13は外乱光を防御するフ
ード、14は投光ビーム波長を透過するフイルタ
である。 FIG. 9 shows a schematic structure of the main part of the light receiving device, in which FIG. 9A is a plan view, FIG. 9B is a front view (partially sectional view), and FIG. 9C is a side view. In the figure, 11 is a dark box, 12 is a rotation axis, 13 is a hood that protects from disturbance light, and 14 is a filter that transmits the wavelength of the projected light beam.
第10図は受光装置を搬送車上で旋回・移動さ
せる機構の概要を説明するためのものであり、1
5はセンサ移動軸C1−C2に沿つて受光装置を偏
移させると共に基準軸からの偏移量wも検知でき
る水平駆動機構、16は水平駆動機構15によつ
て水平方向に移動可能であり、車体基準方向に対
する旋回角θも検知できる受光装置旋回機構であ
る。 Figure 10 is for explaining the outline of the mechanism for turning and moving the light receiving device on the carrier vehicle.
Reference numeral 5 denotes a horizontal drive mechanism that can shift the light receiving device along the sensor movement axis C 1 -C 2 and also detect the amount of deviation w from the reference axis. This is a light receiving device turning mechanism that can also detect the turning angle θ with respect to the vehicle body reference direction.
次に、この発明による偏平光ビームを用いて、
無人搬送車1を目標位置に位置決めするための、
目標位置検出装置について説明する。第11図
は、その原理説明図であり、50は移載設備など
の目的ステーシヨン、51は位置決め目標位置に
取りつけられた小形反射鏡、52は無人搬送車1
に搭載される目標位置検出装置に内蔵された分岐
ミラー、53はリニヤポジシヨンセンサなどの光
電素子である。 Next, using the flattened light beam according to the present invention,
For positioning the automatic guided vehicle 1 at the target position,
The target position detection device will be explained. FIG. 11 is an explanatory diagram of its principle, with reference numeral 50 a target station such as transfer equipment, 51 a small reflector attached to a positioning target position, and 52 an automatic guided vehicle 1.
A branching mirror 53 is a photoelectric element such as a linear position sensor, which is built into a target position detecting device mounted on the target position detecting device.
図において無人搬送車1は、幹線走行路上の偏
平光ビームに誘導されて走行しながら、分岐ミラ
ー52により偏平光ビームの一部を幹線走行路に
直角な横方向に投射している。目的ステーシヨン
の概略位置は走行距離などによりあらかじめ知る
ことができるから、目的ステーシヨン近くでは低
速で走行しつつ、光電素子53からの光信号に注
目する。分岐ミラー52からの投射光がステーシ
ヨンの小形反射鏡51に当たると、その反射光を
光電素子53が受光するので目標位置を正確に検
知し、位置決め停止することができる。 In the figure, the automatic guided vehicle 1 is traveling guided by a flat light beam on the main road, and projects a part of the flat light beam in a lateral direction perpendicular to the main road by means of a branching mirror 52. Since the approximate position of the destination station can be known in advance from the distance traveled, etc., the user pays attention to the optical signal from the photoelectric element 53 while traveling at a low speed near the destination station. When the projected light from the branching mirror 52 hits the small reflecting mirror 51 of the station, the photoelectric element 53 receives the reflected light, so that the target position can be accurately detected and positioned and stopped.
第12図は目標位置検出装置の構造概略を示す
ものであり、前述の分岐ミラー52およびリニヤ
ポジシヨンセンサ等の光電素子53aが装置筐体
54の中に収納されている。幹線の偏平光ビーム
は取込み窓55を通じて入射し、分岐ミラー52
によつて分岐ビーム窓56を通じて目標位置の小
形反射鏡51aに向つて投射される。51aから
の反射光は分岐ビーム窓56内に設けられた光電
素子53aにより受光され、光電素子53a上の
受光位置によつて、目標位置に対する無人搬送車
1の位置を正確に知ることができる。 FIG. 12 schematically shows the structure of the target position detection device, in which the aforementioned branching mirror 52 and a photoelectric element 53a such as a linear position sensor are housed in a device housing 54. The main flattened light beam enters through the intake window 55 and passes through the branching mirror 52.
The beam is projected through the branch beam window 56 toward the small reflecting mirror 51a at the target position. The reflected light from 51a is received by a photoelectric element 53a provided in the branched beam window 56, and the position of the automatic guided vehicle 1 relative to the target position can be accurately determined by the light receiving position on the photoelectric element 53a.
第13図は、分岐ミラー52を回転可能とし、
さらに別のリニヤポジシヨンセンサ等の光電素子
53bを光電素子53aと対称位置に設置するこ
とにより、幹線走行路の反対側の目標位置の小形
反射鏡51bも検出可能としたものである。さら
に分岐ミラー52を180゜回転させるか、或いは両
面ミラーとすることにより、無人搬送車の進行方
向が反転して偏平光ビームの方向が逆になつた場
合にも対応できることを示している。 FIG. 13 shows that the branching mirror 52 is rotatable,
Furthermore, by installing another photoelectric element 53b such as a linear position sensor at a position symmetrical to the photoelectric element 53a, it is possible to detect the small reflecting mirror 51b at the target position on the opposite side of the main road. Furthermore, by rotating the branching mirror 52 by 180 degrees or using a double-sided mirror, it is possible to cope with the case where the traveling direction of the automatic guided vehicle is reversed and the direction of the flat light beam is reversed.
第14図は目標位置検出装置の一具体例を示す
ものであり、同図aは平面図(一部断面図)、同
図bは側面図、同図cは立面図である。図中、1
3はフード、14はフイルタ、57は分岐ミラー
の回転駆動機構である。 FIG. 14 shows a specific example of the target position detection device, in which FIG. 14a is a plan view (partially sectional view), FIG. 14b is a side view, and FIG. In the figure, 1
3 is a hood, 14 is a filter, and 57 is a rotating drive mechanism for a branching mirror.
第15図はこの発明に係る投光装置、受光装
置、目標位置検出装置を適用した光誘導方式によ
る無人搬送システムの一例を示すものであり、1
は無人搬送車、15は水平駆動機構、16は受光
装置旋回機構、58は第10図にて説明したと同
様の車体位置・姿勢検出用の受光装置、59は第
14図で説明したと同様の目標位置検出装置、5
1はステーシヨン50などに設けられた目標位置
用反射鏡、45は幹線通路上の偏平光ビームの断
面形状を表わしている。 FIG. 15 shows an example of an unmanned transport system using a light guidance method to which a light projecting device, a light receiving device, and a target position detecting device according to the present invention are applied.
15 is an automatic guided vehicle, 15 is a horizontal drive mechanism, 16 is a light receiving device rotation mechanism, 58 is a light receiving device for detecting the position and attitude of the vehicle body similar to that explained in FIG. 10, and 59 is the same as explained in FIG. 14. target position detection device, 5
Reference numeral 1 indicates a target position reflector provided on a station 50 or the like, and 45 indicates a cross-sectional shape of a flat light beam on the main path.
なお上記実施例では構成を明らかにするため、
受光装置58と目標位置検出装置59を独立装置
とし、それらを組合せた構造として示したが、受
光装置58へ目標位置検出装置59に内蔵したと
同様の分岐ミラー57を付加することにより、上
記2装置の機能を併せ持つ装置を実現できること
は言うまでもない。また、この発明に係る諸装置
の無人搬送車1への搭載位置および取付方向は、
車体上部および幹線ビームに垂直方向だけでな
く、各種方式が可能である。 In addition, in the above example, in order to clarify the configuration,
Although the light receiving device 58 and the target position detecting device 59 are independent devices and are shown as a combination thereof, by adding a branching mirror 57 similar to that built in the target position detecting device 59 to the light receiving device 58, the above 2. Needless to say, it is possible to realize a device having both the functions of the device. Furthermore, the mounting position and mounting direction of the various devices according to the present invention on the automatic guided vehicle 1 are as follows:
In addition to the vertical direction to the upper part of the car body and the main beam, various methods are possible.
また受光装置内の2個の光電センサの配置は、
第5図では段差をつけて設けるようにしたものに
ついて示したが、半透鏡(ハーフミラー)やプリ
ズムにより分光して、互いのセンサが干渉せずに
偏平光ビームを同時に受光できるようにすれば同
様の効果が得られる。 In addition, the arrangement of the two photoelectric sensors in the light receiving device is as follows:
Fig. 5 shows a sensor installed with steps, but it would be possible to split the light using a semi-transparent mirror or prism so that both sensors could receive flat light beams at the same time without interfering with each other. A similar effect can be obtained.
さらに光電センサはリニヤポジシヨンセンサだ
けでなく、集積化したフオトダイオードアレイや
ラインイメージセンサなどのように受光位置が読
みとれるものであれば同様に利用できる。 Furthermore, the photoelectric sensor can be used not only as a linear position sensor but also as long as it can read the light receiving position, such as an integrated photo diode array or a line image sensor.
以上説明したようにこの発明は、縦長横細の断
面形状をなす光ビームを照射するようにしている
ので、走行移動体の上下動に対する許容量が大き
く、受光装置及び受光センサの上下視野が小さく
てもよく、さらに遠地点での受光時間の減少がな
いS/N比の高い光信号を得ることができる。
As explained above, since this invention emits a light beam having a vertically long and horizontally narrow cross-sectional shape, the tolerance for vertical movement of the traveling moving object is large, and the vertical field of view of the light receiving device and the light receiving sensor is small. Furthermore, it is possible to obtain an optical signal with a high S/N ratio without a decrease in light reception time at the apogee.
また、光ビームの照射方向に所定の間隔を有し
て光ビームを互いに干渉なく同時に受光する複数
のセンサにより光ビームに対する走行移動体の横
偏移量及び姿勢角を同時に検出するようにしてい
るので、走行移動体の操舵修正を迅速に行なつて
走行精度を向上させることができる。 In addition, the lateral deviation amount and attitude angle of the traveling moving body with respect to the light beam are simultaneously detected by a plurality of sensors that are spaced apart at a predetermined interval in the light beam irradiation direction and receive the light beam simultaneously without mutual interference. Therefore, the steering of the traveling vehicle can be quickly corrected and the traveling accuracy can be improved.
また、光ビームを受光して少なくともその一部
を走行移動体の側方に反射し目標位置で反射した
反射光を受光して走行移動体の停止位置を検出す
る目標位置検出装置を走行移動体に設置している
ので、位置決め用として別の光源を必要とせず、
しかも走行移動体の姿勢も含めた精度の高い目標
位置情報を迅速に知ることができる。また目標位
置は、目標位置検出装置からの光ビームを反射す
る機能を備えていればよく特別な位置決め手段を
要しないので、複数の目標位置を設置する場合に
も安価なシステムを構成することができる。 The traveling vehicle is also equipped with a target position detection device that receives a light beam, reflects at least part of it to the side of the traveling vehicle, and detects the stop position of the traveling vehicle by receiving the reflected light reflected at the target position. Since it is installed in
Moreover, highly accurate target position information including the attitude of the traveling vehicle can be quickly obtained. In addition, the target position only needs to have the function of reflecting the light beam from the target position detection device and does not require any special positioning means, so it is possible to configure an inexpensive system even when multiple target positions are installed. can.
また、受光装置及び目標位置検出装置を同一原
理の光位置検出センサを用いて共用化すれば、両
装置の機能を併せ持つように構成でき、安価な検
出手段が得られる。 Further, if the light receiving device and the target position detecting device are shared by using an optical position detecting sensor based on the same principle, it is possible to configure the device to have the functions of both devices, and an inexpensive detecting means can be obtained.
また、これら両装置を移動、旋回可能な構成と
し、光ビームを常時追従できるようにすれば、両
装置の視野及び光電センサの寸法を小さくでき
る。またその際、両装置の移動量及び旋回角を読
み取れるようにすれば、幹線通路での軌道修正の
みならず、車体の幅寄せや斜め走行等の複雑な操
舵制御が必要な走行移動体にも適用できる。 Further, by making both of these devices movable and rotatable so that they can always follow the light beam, the field of view of both devices and the dimensions of the photoelectric sensor can be reduced. In addition, if it is possible to read the amount of movement and turning angle of both devices, it will not only be possible to correct the trajectory on the main passage, but also for moving vehicles that require complex steering control such as moving the vehicle closer to its width or driving diagonally. Applicable.
第1図はこの発明に係る光誘導装置を示す全体
構成図、第2図はこの発明に係る投光装置の一例
を示す斜視図、第3図a〜dはこの発明に係る投
光装置の他の例をそれぞれ示す概略構成図、第4
図aはリニヤポジシヨンセンサの原理説明図、同
図bはその出力波形図、第5図aはこの発明に係
る受光装置の原理を示す平面図、同図bは同正面
図、第6図は受光装置の走行移動体への搭載の一
例を示す平面図、第7図は受光装置の走行移動体
への搭載の他の例を示す平面図、第8図は第7図
に示す受光装置による走行移動体の横偏移量及び
姿勢角の算出方法を示す説明図、第9図aは受光
装置の主要部の構成を示す平面図、同図bは同正
面図、同図cは同側面図、第10図は受光装置の
移動、旋回機構を示す斜視図、第11図はこの発
明に係る目標位置検出装置の原理を示す平面図、
第12図は目標位置検出装置の一例を示す斜視
図、第13図は目標位置検出装置の他の例を示す
斜視図、第14図aは目標位置検出装置の一具体
例を示す平面図、同図bは側面図、同図cは立面
図、第15図はこの発明に係る投光装置、受光装
置、目標位置検出装置を適用した光誘導方式の無
人搬送システムの一例を示す斜視図、第16図
a,bは従来の光誘導装置をそれぞれ示す第1図
相当図、第17図は第16図bに示す従来装置の
詳細図、第18図は第17図に示す受光装置の詳
細図である。
1:無人搬送車、3:レーザ光源、10,5
8:受光装置、15:水平駆動機構、16:受光
装置旋回機構、40:光学系、45:偏平光ビー
ムの断面形状、50:目的ステーシヨン、51,
51a,51b:小形反射鏡、52:分岐ミラ
ー、53,53a,53b:光電素子、59:目
標位置検出装置、S1,S2:リニヤポジシヨンセン
サ、なお各図中、同一符号は同一又は相当部分を
示すものとする。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a light guiding device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of a light projecting device according to the present invention, and FIGS. Schematic configuration diagrams showing other examples, No. 4
Figure a is a diagram explaining the principle of the linear position sensor, Figure b is its output waveform diagram, Figure 5 a is a plan view showing the principle of the light receiving device according to the present invention, Figure b is a front view of the same, Figure 6 7 is a plan view showing another example of mounting the light receiving device on the moving vehicle, and FIG. 8 is the light receiving device shown in FIG. 7. 9A is a plan view showing the configuration of the main part of the light receiving device, FIG. 9B is a front view, and FIG. 9C is a front view of the same. A side view, FIG. 10 is a perspective view showing the movement and rotation mechanism of the light receiving device, and FIG. 11 is a plan view showing the principle of the target position detection device according to the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing an example of the target position detection device, FIG. 13 is a perspective view showing another example of the target position detection device, FIG. 14a is a plan view showing one specific example of the target position detection device, FIG. 15 is a side view, FIG. 15 is a side view, and FIG. 15 is a perspective view showing an example of a light-guided unmanned transportation system to which a light projecting device, a light receiving device, and a target position detecting device according to the present invention are applied. , FIGS. 16a and 16b are views corresponding to FIG. 1 showing the conventional light guiding device, FIG. 17 is a detailed view of the conventional device shown in FIG. 16b, and FIG. 18 is a diagram of the light receiving device shown in FIG. 17. It is a detailed view. 1: Automatic guided vehicle, 3: Laser light source, 10,5
8: Light receiving device, 15: Horizontal drive mechanism, 16: Light receiving device rotation mechanism, 40: Optical system, 45: Cross-sectional shape of flat light beam, 50: Target station, 51,
51a, 51b: Small reflecting mirror, 52: Branching mirror, 53, 53a, 53b: Photoelectric element, 59: Target position detection device, S 1 , S 2 : Linear position sensor, In each figure, the same reference numerals are the same or The corresponding portion shall be shown.
Claims (1)
状をなす光ビームを照射する投光装置と、走行移
動体に設置され上記光ビームの照射方向に所定の
間隔を有して光ビームを互いに干渉なく同時に受
光する複数の受光センサにより光ビームに対する
走行移動体の横偏移量及び姿勢角を同時に検出す
る受光装置と、地上側の固定点に設置され走行移
動体の側方に位置する走行移動体停止用の目標位
置を設定するとともに上記光ビームが照射される
とそれを反射する目標位置設定装置と、走行移動
体に設置され上記光ビームを受光して少なくとも
その一部を走行移動体の側方に反射し上記目標位
置で反射した反射光を受光して走行移動体の停止
位置を検出する目標位置検出装置とを具備するこ
とを特徴とする走行移動体の光誘導装置。 2 投光装置は、平行掃引して形成される縦長横
細の断面形状をなす光ビームを照射することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の走行移動体
の光誘導装置。 3 受光装置および目標位置検出装置のうちの少
なくともいずれか一方を、水平移動及び水平面旋
回可能としたことを特徴とする特許請求の範囲第
1項または第2項記載の走行移動体の光誘導装
置。[Scope of Claims] 1. A light projecting device installed at a fixed point on the ground side and emitting a light beam having a vertically long and horizontally thin cross-sectional shape, and a light projecting device installed on a traveling moving body and arranged at a predetermined interval in the direction of irradiation of the light beam. a light-receiving device that simultaneously detects the amount of lateral deviation and attitude angle of the moving vehicle with respect to the light beam using a plurality of light-receiving sensors that simultaneously receive the light beams without interfering with each other; a target position setting device that sets a target position for stopping the moving vehicle and reflects the light beam when it is irradiated; A traveling movable body characterized by comprising a target position detection device that reflects a part of the reflected light to the side of the movable body and detects a stop position of the movable body by receiving the reflected light reflected at the target position. light guiding device. 2. The light guiding device for a traveling moving body according to claim 1, wherein the light projecting device emits a light beam that is formed by parallel sweeping and has a vertically long and horizontally narrow cross-sectional shape. 3. A light guide device for a traveling moving object according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the light receiving device and the target position detecting device is capable of horizontal movement and horizontal rotation. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59118022A JPS60262219A (en) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | Light guiding device for traveling moving objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59118022A JPS60262219A (en) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | Light guiding device for traveling moving objects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60262219A JPS60262219A (en) | 1985-12-25 |
| JPH0363084B2 true JPH0363084B2 (en) | 1991-09-30 |
Family
ID=14726127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59118022A Granted JPS60262219A (en) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | Light guiding device for traveling moving objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60262219A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0814766B2 (en) * | 1986-04-14 | 1996-02-14 | 俊弘 津村 | Mobile object guidance device |
| US4858132A (en) * | 1987-09-11 | 1989-08-15 | Ndc Technologies, Inc. | Optical navigation system for an automatic guided vehicle, and method |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP59118022A patent/JPS60262219A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60262219A (en) | 1985-12-25 |
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