JPH075242A - Position measuring apparatus for moving object - Google Patents
Position measuring apparatus for moving objectInfo
- Publication number
- JPH075242A JPH075242A JP4205466A JP20546692A JPH075242A JP H075242 A JPH075242 A JP H075242A JP 4205466 A JP4205466 A JP 4205466A JP 20546692 A JP20546692 A JP 20546692A JP H075242 A JPH075242 A JP H075242A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- obstacle
- moving body
- light source
- moving object
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000003550 marker Substances 0.000 abstract description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、移動体の位置計測装置
に関し、特に反射手段を有する標識位置から該装置にい
たる距離及び方位を光ビーム及び画像処理を用いて計測
する装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for measuring the position of a moving body, and more particularly to a device for measuring the distance and azimuth from a mark position having a reflecting means to the device by using a light beam and image processing. .
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、移動体を自立走行させるために
は移動体が自己の位置に認識出来る様にする必要があ
る。移動体の自己位置を認識させるために移動体の移動
エリア内に反射手段を有する標識を設け、移動体上にも
搭載した回転する光ビームを該標識に向けて投射し、そ
の反射波を受光して、その時の回転ビームの投射角度か
ら該標識と移動体のなす角度を、また送信ビーム光の位
相と受光波の位相との位相差から標識と移動体の距離を
求めている。2. Description of the Related Art Generally, it is necessary for a moving body to recognize its position in order to allow the moving body to travel independently. A marker having a reflecting means is provided in the moving area of the moving body in order to recognize the self-position of the moving body, a rotating light beam mounted on the moving body is projected toward the sign, and the reflected wave is received. Then, the angle between the sign and the moving body is obtained from the projection angle of the rotating beam at that time, and the distance between the sign and the moving body is obtained from the phase difference between the phase of the transmitted beam light and the phase of the received light.
【0003】この方法では、反射手段を有する標識の数
が3ケあれば、三角測量の方法で、ある基準位置からの
自己位置が計測出来るので、移動体の移動エリアが広い
場合には、4つ以上の標識を移動エリア内に設けてい
る。In this method, if the number of markers having the reflecting means is three, the self-position from a certain reference position can be measured by the triangulation method. One or more signs are provided in the moving area.
【0004】この様に光波測距方式の原理だけを用いた
ものでは移動体の近傍の障害物、動いている物体、野外
での複雑な形状の田圃の畦などを識別できなかった。As described above, an object using only the principle of the optical distance measuring method cannot identify obstacles in the vicinity of the moving body, moving objects, field ridges having complicated shapes in the field.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方式(光波
測距方式)では、移動エリアの境界線が直線である場合
には問題が無いが、複雑な形状になると、それを識別す
るために、多くの標識を必要とするようになる。この様
になると自己の位置を計測するのに必要な3つの標識を
選び出すのが困難になる場合が生じる。In the above-mentioned conventional method (light wave distance measuring method), there is no problem if the boundary line of the moving area is a straight line, but if the boundary shape is complicated, in order to identify it. , Will need many signs. In such a case, it may be difficult to select the three markers necessary for measuring one's own position.
【0006】また、移動エリアに人などの障害物がある
ような場合には、光波測距器とは独立した赤外線センサ
とか、超音波センサなどを必要としていた。本発明では
光波測距器の光源に人体に直接照射しても安全な赤外線
発光ダイオードを使用し、この該赤外線発光ダイオード
を赤外線センサ、及びビデオカメラの光源とすることに
よって装置を簡略化することを狙い、また、ビデオカメ
ラを用いて移動体の近傍を能率よく検出するようにしよ
うとする移動体の位置計測装置を提供することを目的と
するものである。Further, when there is an obstacle such as a person in the moving area, an infrared sensor, an ultrasonic sensor or the like which is independent of the light wave range finder is required. In the present invention, an infrared light emitting diode is used as a light source of a light wave range finder, which is safe even if it is directly irradiated on the human body, and the device is simplified by using the infrared light emitting diode as an infrared sensor and a light source of a video camera. It is an object of the present invention to provide a position measuring device for a moving object, which aims to efficiently detect the vicinity of the moving object using a video camera.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明発明は上記もくて
きを達成するために以下の手段を採用している。即ち、
主投射光の基準方向との角度と、標識よりの反射光と上
記投射光との位相差より標識に対する移動体の位置を検
出する光波測距手段と、光学センサを利用して物体の存
否を確認する物体検出手段と、物体の画像より物体と移
動体の距離、及び物体の形状を検出する画像処理手段と
を備えた構成とする。The present invention employs the following means in order to achieve the above-mentioned features. That is,
The presence or absence of an object is detected by using an optical sensor, which detects the position of the moving body with respect to the sign based on the angle between the main projection light and the reference direction and the phase difference between the reflected light from the sign and the projected light. The object detection means for checking and the image processing means for detecting the distance between the object and the moving body and the shape of the object from the image of the object are provided.
【0008】上記、光波測距手段の光源を、該測距手段
のスキャナ用反射ミラーをチルトさせることにより、該
測距手段の受光手段を物体検出手段の光学センサとする
物体検出機能の高原とするとともに、ビデオカメラの光
源として利用する構成とすることができる。By tilting the light source of the light wave distance measuring means with the reflection mirror for the scanner of the distance measuring means, a plateau having an object detecting function using the light receiving means of the distance measuring means as an optical sensor of the object detecting means is provided. In addition, it can be used as a light source of a video camera.
【0009】上記光学センサの出力により障害物の有無
を検知し、障害物があったときのみ画像処理手段を作動
させる構成とすることができる。上記光波測距手段の光
源をビデオカメラの光源として光学画像を得る上記画像
処理手段を備えた構成とすることがきる。The output of the optical sensor can be used to detect the presence or absence of an obstacle, and the image processing means can be operated only when there is an obstacle. The light source of the light wave distance measuring means may be used as a light source of a video camera, and the image processing means for obtaining an optical image may be provided.
【0010】[0010]
【作用】光波測距手段の光源に赤外線発光ダイオードを
用いることによって、該光波測距手段の光源と障害物等
を検出する赤外画像を得るための光源とを同じくする光
学スキャナを構成し、該光源を使って赤外線センサによ
る障害物の検出を行い得て、同様にその光源を対象物に
照射することにより周囲の明るさに影響されないビデオ
カメラによる赤外画像が得られる。By using an infrared light emitting diode as a light source of the light wave distance measuring means, an optical scanner is constructed in which the light source of the light wave distance measuring means and the light source for obtaining an infrared image for detecting an obstacle are the same. An obstacle can be detected by an infrared sensor using the light source, and by similarly illuminating the object with the light source, an infrared image by a video camera that is not affected by ambient brightness can be obtained.
【0011】赤外センサで受光したセンサ出力波形によ
り障害物の存在する方向が分かり、この方向に関するデ
ータを用いて、その時のビデオカメラによる赤外画像を
処理する場合、画像の切り出し位置を推定することが出
来るので、画像処理も簡単になる。また、該赤外線セン
サの出力が基準レベルより低い場合には画像処理のシー
ケンスをスキップすることによって、高速な位置計測が
可能になる。The direction in which the obstacle exists is known from the sensor output waveform received by the infrared sensor, and when the infrared image by the video camera at that time is processed using the data relating to this direction, the cut-out position of the image is estimated. Since it is possible, image processing becomes easy. Further, when the output of the infrared sensor is lower than the reference level, the image processing sequence is skipped to enable high-speed position measurement.
【0012】[0012]
【実施例】第1図は本発明の位置計測装置を搭載した自
立移動体及び該自立移動体が作業する領域に設置された
4つの反射板の配置状態を示すものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an arrangement state of a self-supporting moving body equipped with a position measuring device of the present invention and four reflecting plates installed in an area where the self-supporting moving body operates.
【0013】第2図に該計測装置を搭載した移動体Aの
概念を示し、図10及び図11はその更に詳しい実施例
を示すものであり、更に、図3はその回路図である。該
移動体Aは光学スキャナ100、ビデオカメラ200、
縦スリット光発生部300、位置計測主制御装置400
等からなる。FIG. 2 shows the concept of a moving body A equipped with the measuring device, FIGS. 10 and 11 show a more detailed embodiment thereof, and FIG. 3 is a circuit diagram thereof. The moving body A is an optical scanner 100, a video camera 200,
Vertical slit light generator 300, position measurement main controller 400
Etc.
【0014】光学スキャナ100を構成するスキャン用
反射ミラー1を360度回転させて円周方向に主投射ビ
ームを、作業領域に配設されている反射板(標識)21
〜24に向けて照射をする。該反射板21〜24からの
反射光を光学スキャナ内の受光器12によって受光す
る。この時の反射波を受光した光学スキャナ100の回
転角から移動体Aと反射手段を有する標識21〜24と
のなす角度を求め、また、送光波と受光波の位相差から
該標識21〜24と移動体Aとの距離を求める。The reflection mirror 1 for scanning which constitutes the optical scanner 100 is rotated 360 degrees, and the main projection beam in the circumferential direction is reflected by the reflection plate (marker) 21 arranged in the work area.
Irradiate toward ~ 24. The light reflected from the reflection plates 21 to 24 is received by the light receiver 12 in the optical scanner. The angle formed by the moving body A and the markers 21 to 24 having the reflecting means is obtained from the rotation angle of the optical scanner 100 which receives the reflected wave at this time, and the markers 21 to 24 are determined from the phase difference between the transmitted wave and the received wave. And the moving body A are obtained.
【0015】送光波と受光波は位相差検出部401に入
り、位相差信号を発生し、この信号を距離検出部402
に入力して基準クロックを用いて距離データを発生す
る。一方、このタイミングに光学スキャナの回転軸に接
続されているエンコーダ7の出力パルスをカウントして
いるカウンタ403の内容を読み取り、受光波と共に角
度検出部404に入力し、角度データを発生する。この
一対の信号をマイクロコンピュータ制御部500の進行
方向、位置演算部501に入力して、移動体Aの現在位
置及び進行方位を求める。The light-transmitting wave and the light-receiving wave enter the phase difference detecting section 401 to generate a phase difference signal, which is detected by the distance detecting section 402.
To generate distance data using the reference clock. On the other hand, at this timing, the content of the counter 403 that counts the output pulses of the encoder 7 connected to the rotary shaft of the optical scanner is read and input to the angle detection unit 404 together with the received light wave to generate angle data. This pair of signals is input to the traveling direction of the microcomputer control unit 500 and the position calculation unit 501 to obtain the current position and traveling direction of the moving body A.
【0016】一方、マイクロコンピュータ制御部500
から出力されるスキャナ用反射ミラーチルト指令によ
り、該反射ミラー1をふ角θで斜め下向きにして光ビー
ムを投射する。この時の回転ビームを横スリット光とし
ている。該横スリット光で移動体Aの周囲を照射して、
移動体Aの近くに存在する障害物とか、柱、壁などを検
知しようとするものである。On the other hand, the microcomputer controller 500
In response to a scanner reflection mirror tilt command output from the scanner, the reflection mirror 1 is obliquely directed downward at an angle θ and a light beam is projected. The rotating beam at this time is a lateral slit light. Illuminate the periphery of the moving body A with the lateral slit light,
The object is to detect an obstacle existing near the moving body A, a pillar, a wall, or the like.
【0017】障害物からの反射光は、受光器12に入力
され、また、回転するスキャナ用反射ミラー1がビデオ
カメラの視野角の範囲にある時は、該反射光はビデオカ
メラ200にも入力される。受光器12からの出力であ
る受光波出力は前記カウンタ403の内容と共に角度検
出部404に入力され、基準レベルと比較され、該出力
波の波高値が該基準レベルを越えていると、障害物検出
部405の出力はマイクロコンピュータ制御部のA/D
変換器部502を経てディジタル化され、このときの角
度データとともにRAM510に収納される。また、こ
のタイミングでビデオカメラに取り込まれている障害物
等のスリット光により赤外画像も該制御部のA/D変換
器503を経て、該RAM511に格納される。そし
て、これら該RAM510、511に格納されているデ
ィジタル化されている障害物検出ありを示す波高値、及
びこの時の角度データを利用してRAM511に格納さ
れている赤外光によるスリット光画像に対して画像処理
を行って障害物と移動体Aの距離、障害物の横幅、高さ
などを求める。The reflected light from the obstacle is input to the light receiver 12, and when the rotating scanner reflection mirror 1 is within the viewing angle range of the video camera, the reflected light is also input to the video camera 200. To be done. The received light wave output, which is the output from the light receiver 12, is input to the angle detection unit 404 together with the contents of the counter 403 and compared with the reference level. If the peak value of the output wave exceeds the reference level, the obstacle is detected. The output of the detection unit 405 is the A / D of the microcomputer control unit.
It is digitized through the converter unit 502 and stored in the RAM 510 together with the angle data at this time. Further, at this timing, the infrared image is also stored in the RAM 511 through the A / D converter 503 of the control unit by the slit light of the obstacle or the like taken into the video camera. Then, digitized crest values stored in the RAMs 510 and 511 indicating the presence of an obstacle and the angle data at this time are used to form slit light images by infrared light stored in the RAM 511. Image processing is then performed to obtain the distance between the obstacle and the moving body A, the width of the obstacle, the height, and the like.
【0018】この時RAM511に格納されている障害
物ありを示す波高値と、角度データを用いてスリット光
画像の変化点(柱などのエッジに対応する場合が多い)
を推定して、画像処理の時間を短縮する。At this time, a change point of the slit light image (often corresponding to the edge of a pillar or the like) is stored by using the crest value stored in the RAM 511 indicating the presence of an obstacle and the angle data.
To shorten the image processing time.
【0019】また、図5に示すような突起部のある作業
エリアに対しては、移動体Aが行う初期の計測位置を該
突起部の近くで、且つ該突起部がビデオカメラの視野内
に入る位置として初期データを計測し、標識21,2
2,23,24の座標と共に、突起部の座標(Xe,Y
e)を定めて、該突起部の形状を把握しておく。For a work area having a protrusion as shown in FIG. 5, the initial measurement position of the moving body A is near the protrusion and the protrusion is within the visual field of the video camera. Initial data is measured as a position to enter, and signs 21, 2
The coordinates of the protrusion (Xe, Y
e) is determined and the shape of the protrusion is grasped.
【0020】突起部の検出は横スリット光、縦スリット
光を使って画像処理により検出する。田圃の畦のように
赤外光線を反射し難い突起部の場合は、例えば図6に示
すような反射手段を有する標識と、その形状や反射率の
異なる(反射率は小さくしておく)マーカを置く。突起
部の座標(Xe,Ye)が読み取られた後、移動体Aに
よる作業が始まる前にマーカを取り除いておく。The projections are detected by image processing using horizontal slit light and vertical slit light. In the case of a protrusion that is difficult to reflect infrared rays, such as a ridge in a rice field, a marker having a reflecting means as shown in FIG. 6, for example, and a marker having a different shape and reflectance (the reflectance is kept small). Put. After the coordinates (Xe, Ye) of the protrusion are read and before the work by the moving body A is started, the marker is removed.
【0021】上記一連の計測動作を図4に従って説明す
る。ステップS10、S11で光学スキャナを低速で回
転させながら、初期計測地点に移動する。移動体Aが停
止後にステップS13で作業エリアに配設されている標
識の数をカウントすると共に、角標識と移動体Aがなす
角度を計測する。The above series of measuring operations will be described with reference to FIG. In steps S10 and S11, the optical scanner is moved to the initial measurement point while being rotated at a low speed. After the moving body A stops, in step S13, the number of markers arranged in the work area is counted, and the angle formed by the corner marker and the moving body A is measured.
【0022】標識21〜24の数と角度が求まると、ス
テップS14で各標識21〜24と移動体A間の距離を
求め、突起部がある場合はその位置を計測する(S1
6)。これが終わると、例えば標識21を原点に、標識
21、22を結ぶラインを基準線(X軸)として移動体
Aを中心にして求めた各標識、突起部の位置を標識21
を原点とする座標に変換する。When the number and the angle of the markers 21 to 24 are obtained, the distance between each of the markers 21 to 24 and the moving body A is determined in step S14, and if there is a protrusion, the position thereof is measured (S1).
6). When this is finished, for example, the marker 21 is set as the origin, and the marker 21 and the position of the protrusion are obtained by using the line connecting the markers 21 and 22 as the reference line (X axis) and centered on the moving body A.
Convert to coordinates with the origin as.
【0023】ステップS18、S19で光学スキャナを
高速回転しながらスタート地点に移動して停止する。作
業が始まると、ステップS31で位置計測に必要な3つ
の標識と移動体Aのなす角度を求め(標識から移動体ま
での距離は計測しない)て、移動体Aの現在位置、及び
進行方位を三角計量の原理で算出する。In steps S18 and S19, the optical scanner is rotated at a high speed, moved to the start point and stopped. When the work starts, in step S31, the angle formed by the three moving objects A and the three markers necessary for position measurement is obtained (the distance from the sign to the moving object is not measured), and the current position and moving direction of the moving object A are calculated. Calculate using the principle of triangulation.
【0024】ステップS32でこの動作がN回目になっ
たかどうかをチェックする。N回目でなければこの計測
動作を繰り返す。N回目であればステップS33に入
り、ふ角θでスキャナ用反射ミラー1をチルトさせて一
回転横スリット光を発生する。In step S32, it is checked whether or not this operation is the Nth time. If it is not the Nth time, this measurement operation is repeated. If it is the Nth time, the process proceeds to step S33, and the scanner reflection mirror 1 is tilted at the angle θ to generate one rotation lateral slit light.
【0025】ステップS34で次の横スリット光のふ角
としてθにデルタθを加算する。ステップS35で、S
33にて受光器12で受光した出力に対して前述したご
とく、障害物あり無しのチェックを行う。障害物無しな
らばステップS36に進み、横スリット発生がK回目か
どうかをチェックする。K回目であればふ角θを初期チ
ェックにセットして、また上方向から下に向けて順次横
スリットを発生し得るようにしておく(S38)。障害
物ありであれば横スリット光一回転と縦スリット光を同
時に発生する。そして、S38に進み作業終了で無けれ
ばS31からの計測動作を繰り返す。In step S34, delta θ is added to θ as the angle of deviation of the next horizontal slit light. In step S35, S
At 33, the output received by the light receiver 12 is checked as to whether or not there is an obstacle, as described above. If there is no obstacle, the process proceeds to step S36, and it is checked whether the occurrence of the lateral slit is the Kth time. If it is the Kth time, the corner angle θ is set to the initial check, and the lateral slits can be sequentially generated from the upper side to the lower side (S38). If there is an obstacle, one rotation of the horizontal slit light and the vertical slit light are generated at the same time. Then, the process proceeds to S38, and if the work is not completed, the measurement operation from S31 is repeated.
【0026】図8に横スリット光、反射波の受光波形、
スリット光画像取り込みの関係を図示している。横スリ
ット光を1,2…,i,…kと順次発生させている状態
にあって、受光波形が基準レベルを越えていない状態が
第i回目迄継続し、その後第1回目に基準レベルを越え
たとき()、該受光波形の波高値、その時の角度デー
タ、及びその時のスリット光画像をRAM511に取り
込む。FIG. 8 shows the horizontal slit light, the received light waveform of the reflected wave,
The relationship of slit light image capture is illustrated. In the state where the lateral slit light is sequentially generated as 1, 2, ..., I, ... k, the received light waveform does not exceed the reference level until the i-th time, and then the first-time reference level is set. When it exceeds (), the peak value of the received light waveform, the angle data at that time, and the slit light image at that time are loaded into the RAM 511.
【0027】そして、次の第i+1回目の横スリット光
発生の時に横方向特徴を持つ物体、例えば壁と廊下の境
目などを能率よく抽出するために、縦スリット光を同時
に発生し、受光波形の角度データとスリット光画像を
RAM511に格納する。上記スリット画像、を合
成したものがスリット光画像であり、これとRAMに
格納している反射波の受光波形,を参照して画像処
理を行い、障害物までの距離、障害物の概ねの形状、大
きさを判別する。(実際の画像処理ではスリット光画像
、を合成せずに各々を解析することになる。)この
例では障害物ありを検出したとき、二本の横スリット光
で障害物の形状を求めようとしているが、更に詳しく障
害物の形状を求めようとすれば、障害物ありを検出して
からの横スリットを発生する回数を増やせばよい。Then, in order to efficiently extract an object having a lateral characteristic, for example, a boundary between a wall and a corridor at the time of the next (i + 1) th horizontal slit light generation, vertical slit light is simultaneously generated and the received light waveform of The angle data and the slit light image are stored in the RAM 511. A composite of the above slit image is a slit light image, and image processing is performed by referring to this and the received light waveform of the reflected wave stored in the RAM, and the distance to the obstacle and the general shape of the obstacle. , Determine the size. (In the actual image processing, each slit light image will be analyzed without being combined.) In this example, when the presence of an obstacle is detected, the shape of the obstacle is determined by two horizontal slit lights. However, if the shape of the obstacle is to be obtained in more detail, the number of times the lateral slit is generated after the presence of the obstacle is detected may be increased.
【0028】また、横方向の特徴のある物体を能率よく
画像処理で抽出しようとすれば、横スリット光の代わり
に縦スリット光を使えばよい。また、横スリットをθ、
θ+2*Δθ、θ+Δθ、…の様に障害物ありが検出さ
れるまで飛び越し走査を行ってもよい。In order to efficiently extract an object having a lateral characteristic by image processing, vertical slit light may be used instead of horizontal slit light. In addition, the lateral slit is θ,
Interlaced scanning may be performed until an obstacle is detected, such as θ + 2 * Δθ, θ + Δθ, ....
【0029】上記した横スリット光によるビデオカメラ
と物体間の距離の測定の概念図を図9に示す。高さhの
位置に照射されており、この時のビデオカメラに写って
いる横スリット光の画像の高さをΔh(図示せず)とす
ると、 h/1=Δh/f ∴ h=(1*Δh)/f 一方、1=(d−h)*cotθ よって、物体表面までの距離1は 1=d*cotθ/(1+Δh*cotθ/f) で求まる。FIG. 9 shows a conceptual diagram of the measurement of the distance between the video camera and the object by the above-mentioned lateral slit light. Assuming that the height of the image of the lateral slit light projected on the video camera at the height h is Δh (not shown), h / 1 = Δh / f ∴ h = (1 * Δh) / f On the other hand, 1 = (d−h) * cotθ Therefore, the distance 1 to the object surface is obtained by 1 = d * cotθ / (1 + Δh * cotθ / f).
【0030】dは横スリット光光源とカメラの距離であ
り、機構上決まった値で、ふ角θはスキャン用反射ミラ
ーをチルトさせる角度である。D is the distance between the lateral slit light source and the camera, which is a value determined mechanically, and the angle θ is the angle at which the scanning reflection mirror is tilted.
【0031】[0031]
【光学スキャナ】図10の上半部は光学スキャナ100
の更に詳しい実施例を示すものである。赤外線発光ダイ
オード11よりの出力ビームの一部はハーフミラー13
で反射されて、回転部30の中心軸35の中心穴を介し
てスキャン用反射ミラー1に照射される。また、上記標
識あるいは障害物よりの反射光は、回転部30の中心軸
35の周辺にあけられた回転円筒3、固定ミラー9及び
集光レンズ10を介してフォトセンサ12に入射され
る。[Optical Scanner] The upper half of FIG.
Is a more detailed embodiment of the present invention. A part of the output beam from the infrared light emitting diode 11 is a half mirror 13.
Is reflected on the scanning reflection mirror 1 through the central hole of the central axis 35 of the rotating unit 30. Further, the reflected light from the sign or the obstacle is incident on the photo sensor 12 via the rotating cylinder 3, the fixed mirror 9 and the condenser lens 10 which are opened around the central axis 35 of the rotating portion 30.
【0032】更に、上記ハーフミラー13の透過光は、
2つのミラーを介して上記集光レンズ10に入射され、
上記位相差検出部401の基準位相を与える。もっと
も、上記基準位相用の入射光はシャッタ14で通常は遮
散されており、該シャッタ14を回転することによって
該シャッタ14に明けられた透過穴を通過したときのみ
フォトセンサ12に入射される。また、該シャッタ14
は上記入射光がフォトセンサに入射するときのみ、スキ
ャン用反射ミラー1へのビームの入射を遮断するように
している。Further, the transmitted light of the half mirror 13 is
It is incident on the condenser lens 10 through two mirrors,
The reference phase of the phase difference detection unit 401 is given. However, the incident light for the reference phase is normally scattered by the shutter 14, and is incident on the photosensor 12 only when the shutter 14 is rotated to pass through the transmission hole formed in the shutter 14. . In addition, the shutter 14
Prevents the beam from entering the scanning reflection mirror 1 only when the incident light enters the photosensor.
【0033】通常の計測時は、モータ31に駆動される
回転機構部30が高速回転している。この時は赤外発光
ダイオード(発光器)11の光ビームはミラー13、上
記回転部30上に固定されたスキャン用反射ミラー1で
各々90度反射されて水平ビームとなり、360度回転
する主投射ビームとなる。During normal measurement, the rotation mechanism section 30 driven by the motor 31 is rotating at high speed. At this time, the light beam of the infrared light emitting diode (light emitter) 11 is reflected by the mirror 13 and the scanning reflection mirror 1 fixed on the rotating unit 30 by 90 degrees to become a horizontal beam, which is rotated by 360 degrees in the main projection. Become a beam.
【0034】移動体Aの周辺を照射するときは、位置計
測制御装置400より送られて来るスキャナ用反射ミラ
ーチルト指令によって、スキャン用反射ミラー1をモー
タ32とスクリューネジ33で下向きにチルトさせ、主
投射ビームを横スリット光として使用する。チルト指令
で指定される角度データより横スリット光のふ角θが決
定される。When irradiating the periphery of the moving body A, the scanning reflection mirror 1 is tilted downward by the motor 32 and the screw screw 33 in response to the scanner reflection mirror tilt command sent from the position measurement control device 400. The main projection beam is used as the lateral slit light. The angle θ of the lateral slit light is determined from the angle data specified by the tilt command.
【0035】横スリット光を地表に向けて照射したと
き、地表面からの反射光が光波測距手段の受光器12、
及びビデオカメラ200に入力される。該受光器12は
物体、障害物などを検出する赤外線センサとして機能す
る。When the lateral slit light is radiated toward the surface of the earth, the reflected light from the ground surface is received by the light receiver 12 of the light wave distance measuring means.
And is input to the video camera 200. The light receiver 12 functions as an infrared sensor that detects an object, an obstacle, and the like.
【0036】上記構成によると、一つの赤外発光ダイオ
ード11を、光波測距手段、赤外線センサ12、及びビ
デオカメラ200の光源として利用できることになる。
尚、上記障害物検出用の縦スリットは、赤外線発光ダイ
オード41の出力をシリンドリカルレンズ42で形成さ
れ、この縦スリット発生部16はモータ43で回転さ
れ、更にビデオカメラ200もモータ201で回転され
るようになっている。According to the above structure, one infrared light emitting diode 11 can be used as the light wave distance measuring means, the infrared sensor 12, and the light source of the video camera 200.
The vertical slit for detecting the obstacle is formed by a cylindrical lens 42 for the output of the infrared light emitting diode 41. The vertical slit generating unit 16 is rotated by a motor 43, and the video camera 200 is also rotated by the motor 201. It is like this.
【0037】図11は光学スキャナの別の実施例を示す
ものである。横スリット光を得るために、上記チルト指
令信号によって赤外線発光ダイオード11よりの光を、
主投射ビームから横スリット用に切り変え、該横スリッ
ト用のビームを固定ミラー9の中心に設けた透過穴を介
して回転部30の下側に設けた角錐状多面体ミラー2に
入射する。これによって回転部30が回転すると、所定
角度範囲の横スリットが得られることになる。FIG. 11 shows another embodiment of the optical scanner. In order to obtain the lateral slit light, the light from the infrared light emitting diode 11 is changed by the tilt command signal,
The main projection beam is switched to a horizontal slit, and the beam for the horizontal slit is incident on the pyramidal polygonal mirror 2 provided on the lower side of the rotating unit 30 through a transmission hole provided at the center of the fixed mirror 9. As a result, when the rotating unit 30 rotates, the lateral slits within the predetermined angle range are obtained.
【0038】物体よりの反射光は上記角錐状多面体ミラ
ー2と固定ミラー9を介してフォトセンサ12に入射さ
れるようになっている。尚、図5に示すような地形で作
業領域の途中で作業を終了させたい場合、2つの標識を
結ぶライン上に図7に示すような作業終了マーカを配設
しておけば、これを移動体Aが横スリットを使用し、画
像処理によって該マーカの表面のコードを読み取り、識
別してその地点で作業を終了することが可能になる。The light reflected from the object is made incident on the photosensor 12 via the pyramidal polyhedron mirror 2 and the fixed mirror 9. If you want to finish the work in the middle of the work area on the terrain as shown in FIG. 5, arrange a work end marker as shown in FIG. 7 on the line connecting the two markers and move it. Body A uses a lateral slit, which allows image processing to read and identify the code on the surface of the marker to finish the work at that point.
【0039】マーカ、サブゴールとして反射手段を有す
る標識、及び反射率の異なる反射物体で作成する(反射
率は小さくする)。該反射物体の表面に図6,7に示す
ようにコード化されたマークとすることによって、横ス
リット光、または縦スリット光により画像処理により容
易にそのコードが読み取れる。従って、作業エリア内で
これらのマーカ、サブゴールなどを配設して、移動体A
に指令を与えることが出来る。A marker, a sign having a reflecting means as a subgoal, and a reflecting object having a different reflectance are used (the reflectance is reduced). By forming a coded mark on the surface of the reflecting object as shown in FIGS. 6 and 7, the code can be easily read by image processing with horizontal slit light or vertical slit light. Therefore, by arranging these markers and subgoals in the work area, the moving body A
Can be given a command.
【0040】また、図5の様に突起部のある作業領域の
場合、一回目に突起部の座標を求めているので、その作
業終了時に作業領域の座標データを例えばICカードに
格納しておけば、次の作業時にはこのICカードを位置
計測主制御装置のICカード読み取り器で作業領域の座
標を読み込み、前回と同じ位置に標識21,22,2
3,24を置くだけで、初めのように初期計測しなくて
もよい。Further, in the case of a work area having a protrusion as shown in FIG. 5, since the coordinates of the protrusion are obtained for the first time, the coordinate data of the work area should be stored in, for example, an IC card at the end of the work. For example, at the time of the next work, the IC card reader of the position measurement main control unit reads the coordinates of the work area of this IC card, and marks 21, 22 and 2 at the same position as the previous time.
It is not necessary to perform initial measurement as in the beginning by only placing 3, 24.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によると突
起物等がある場合でも移動体の自立走行が可能となる。As described above, according to the present invention, it becomes possible for the moving body to run independently even when there are projections or the like.
【図1】本発明の移動体の行動範囲認識のための概念図
である。FIG. 1 is a conceptual diagram for recognizing an action range of a moving body according to the present invention.
【図2】本発明に使用する移動体概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a moving body used in the present invention.
【図3】本発明の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of the present invention.
【図4】本発明の手順を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the present invention.
【図5】突起部認識のための概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram for recognition of protrusions.
【図6】突起部マーカの概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of a protrusion marker.
【図7】作業終了マーカの概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a work end marker.
【図8】障害物検出の手順を示すフロー図である。FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of obstacle detection.
【図9】突起物検出の状態を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of detecting a protrusion.
【図10】光学スキャナ構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of an optical scanner.
【図11】光学スキャナ構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of an optical scanner.
A 移動体 1 スキャナ用反射ミラ− 12 光学センサ 21、22、23、24 標識 200 ビデオカメラ A Moving object 1 Reflective mirror for scanner 12 Optical sensor 21, 22, 23, 24 Sign 200 Video camera
Claims (4)
りの反射光と上記投射光との位相差より標識に対する移
動体の位置を検出する光波測距手段と、 光学センサを利用して物体の存否を確認する物体検出手
段と、 物体の画像より物体と移動体の距離、及び物体の形状を
検出する画像処理手段とを備えたことを特徴とする移動
体の位置計測装置。1. A light wave distance measuring means for detecting a position of a moving body with respect to a sign based on an angle of a main projected light with respect to a reference direction and a phase difference between reflected light from the sign and the projected light, and an optical sensor. A position measuring device for a moving object, comprising: an object detecting means for confirming the presence or absence of the object; and an image processing means for detecting the distance between the object and the moving object and the shape of the object from the image of the object.
キャナ用反射ミラーをチルトさせることにより該測距手
段の受光手段を物体検出手段の光学センサとする物体検
出手段の高原とするとともに、ビデオカメラの光源とし
て利用する請求項1に記載の移動体の位置計測装置。2. The light source of the light wave distance measuring means is a plateau of the object detecting means using the light receiving means of the distance measuring means as an optical sensor of the object detecting means by tilting the scanner reflection mirror of the distance measuring means. The position measuring device for a moving body according to claim 1, which is also used as a light source of a video camera.
無を検知し、障害物があったときのみ画像処理手段を作
動させる請求項1に記載の移動体の位置計測装置。3. The position measuring device for a moving body according to claim 1, wherein the presence or absence of an obstacle is detected by the output of the optical sensor, and the image processing means is operated only when the obstacle is present.
の光源として光学画像を得る上記画像処理手段を備えた
請求項1に記載の移動体の位置計測装置。4. The position measuring device for a moving body according to claim 1, further comprising the image processing means for obtaining an optical image by using the light source of the light wave distance measuring means as a light source of a video camera.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4205466A JPH075242A (en) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Position measuring apparatus for moving object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4205466A JPH075242A (en) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Position measuring apparatus for moving object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075242A true JPH075242A (en) | 1995-01-10 |
Family
ID=16507335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4205466A Pending JPH075242A (en) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Position measuring apparatus for moving object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075242A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5993367A (en) * | 1997-07-15 | 1999-11-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and system for the determination of a quality of bonded area in a boxmaking blank |
| KR100882737B1 (en) * | 2007-05-14 | 2009-02-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 3D distance sensor and operation method |
| JP2009109310A (en) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Denso Wave Inc | Laser radar apparatus |
| KR101018135B1 (en) * | 2008-08-04 | 2011-02-25 | 삼성전기주식회사 | Space scan device of autonomous vehicle |
| KR101018144B1 (en) * | 2008-08-04 | 2011-02-28 | 삼성전기주식회사 | Space scan device of autonomous vehicle |
| JP2012122950A (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Chiba Univ | Led lidar apparatus |
| JP2017122714A (en) * | 2015-12-09 | 2017-07-13 | ジック アーゲー | Apparatus for performing non-contact data transfer between two objects moving to one another and for determining angular variation |
| JP2020128919A (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-27 | Jfeスチール株式会社 | Self-propelled metal plate inspection device and inspection method |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP4205466A patent/JPH075242A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5993367A (en) * | 1997-07-15 | 1999-11-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and system for the determination of a quality of bonded area in a boxmaking blank |
| KR100882737B1 (en) * | 2007-05-14 | 2009-02-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 3D distance sensor and operation method |
| JP2009109310A (en) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Denso Wave Inc | Laser radar apparatus |
| KR101018135B1 (en) * | 2008-08-04 | 2011-02-25 | 삼성전기주식회사 | Space scan device of autonomous vehicle |
| KR101018144B1 (en) * | 2008-08-04 | 2011-02-28 | 삼성전기주식회사 | Space scan device of autonomous vehicle |
| JP2012122950A (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Chiba Univ | Led lidar apparatus |
| JP2017122714A (en) * | 2015-12-09 | 2017-07-13 | ジック アーゲー | Apparatus for performing non-contact data transfer between two objects moving to one another and for determining angular variation |
| JP2020128919A (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-27 | Jfeスチール株式会社 | Self-propelled metal plate inspection device and inspection method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4905151A (en) | One dimensional image visual system for a moving vehicle | |
| EP2053424B1 (en) | Target detecting device, target detecting method, and target detecting program | |
| US4797557A (en) | Position sensing system for a moving object wherein a lens focuses light onto a radiation sensitive matrix | |
| JP4255682B2 (en) | Reflector automatic tracking device | |
| US20200105043A1 (en) | Point cloud data display system | |
| JP2003214851A (en) | Method and apparatus for automatically searching for target mark, reception unit, and geodetic meter and system | |
| US20040088079A1 (en) | Method and device for obstacle detection and distance measurement by infrared radiation | |
| EP1061335B1 (en) | Position detecting apparatus | |
| JPH02143309A (en) | Operation method and apparatus | |
| US20050024595A1 (en) | Image projecting device and image projecting method | |
| WO1998040762A1 (en) | Image-directed active range finding system | |
| JPS58167902A (en) | Detecting device for object | |
| JPH075242A (en) | Position measuring apparatus for moving object | |
| JPH0833769B2 (en) | Self-propelled vehicle steering position detection device | |
| JPS62254008A (en) | Apparatus for detecting position of moving body | |
| JPH0694417A (en) | Pointing device for spot light and measuring device for three-dimensional position | |
| JP3381233B2 (en) | Autofocus device and focus adjustment method | |
| JPH0933642A (en) | Vehicle surroundings detection device | |
| EP0618461B1 (en) | Distance measuring method and apparatus | |
| JP3755216B2 (en) | Shape measuring apparatus and method | |
| JP3504293B2 (en) | Position and orientation measurement device for moving objects | |
| JPH07190773A (en) | Optical three-dimensional position detector | |
| EP4567459A1 (en) | Ranging device and robot | |
| KR100266404B1 (en) | Apparatus and method for detecting car | |
| JP3375409B2 (en) | Right turn vehicle detection device |