An active positioning method for vehicle robot moving on three dimensional space using laser beam and corner cube.

Abstract

本論文では, 荒地を走行する農業機械や建設機械, 化学プラントや原子力プラント内の保守ロボット等, 三次元環境を移動する移動体の能動位置計測法を提案する. 環境内の3つ以上の基準点の方向が移動体上で同時に計測すると, 三角測量の原理にもとづいて移動体の位置・姿勢が決定できる.本論文では, 高い指向性を持ったレーザ光とユニークな反射特性を持ったコーナキューブ (全反射鏡) を用いて上記の概念を実現する. 基準点にそれぞれコーナキューブを設置する. 一方, 移動体上より発射するレーザ光の方向を常にコーナキューブに当たるように制御する. この制御, すなわちレーザ追尾制御はコーナキューブからの反射光を移動体上で検出することで容易に達成される. レーザ追尾中において, コーナキューブの方向をレーザ光により移動体上で計測する. そして, 三角測量の原理にもとついた反復計算により計測データから移動体の位置・姿勢を決定する.本論文では, さらに移動体が二次元平面上を移動する限られた場合について実験を行い, 本手法の有効性を検討する.移動体が正確な位置計測を行なうには, 環境内の基準点と他の物体とを識別する必要がある. 本手法において単純なコーナキューブを使用することにより, 環境へのわずかの投資でこの問題をたやすく解決できる. さらに, 高い指向性を持つレーザ光を使用することによって移動体は単純な方法で高精度の位置計測を達成できる.