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公開番号2025012667
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115682
出願日2023-07-14
発明の名称姿勢推測方法および光伝送システム
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人
主分類G01S 3/789 20060101AFI20250117BHJP(測定;試験)
要約【課題】光入力装置の姿勢を好適に推測すること。
【解決手段】出力光を空間伝送によって光出力装置から光入力装置へ伝送する光伝送システムにおいて、光電変換素子の受光面に出力光(給電光)で所定の図形を描画するように給電方向切替部(光出力方向切替部)を作動させた給電光照射情報(出力光照射情報)と、光入力装置の光検出部が検出した出力光(給電光)の位置を繋げてなる図形に関する受光情報と基づいて、光入力装置の姿勢を推測するようにした。ここでの給電光照射情報は、水平方向と鉛直方向の2方向に沿って出力光(給電光)の向きを切り替えた角度(2α)であり、また受光情報は、十字形状を構成する第1の線と第2の線の長さ(a、b)である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
出力光を空間伝送によって光出力装置から光入力装置へ伝送する光伝送システムにおいて、前記光入力装置の姿勢を推測する姿勢推測方法であって、
前記光出力装置は、前記出力光を出力する発光部と、前記発光部が出力した前記出力光の向きを任意の角度に切り替える光出力方向切替部と、を備えており、
前記光入力装置は、前記出力光を受光する受光面を有する受光部と、前記受光面に前記出力光が当たった位置を検出する光検出部と、を備えており、
前記受光面に前記出力光で所定の図形を描画するように前記光出力方向切替部を作動させた出力光照射情報と、前記光検出部が検出した前記受光面に当たった前記出力光の位置を繋げてなる図形に関する受光情報と、に基づいて前記光入力装置の姿勢を推測する、
姿勢推測方法。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記図形は、２つの線が基準点で交差する十字形状であり、
前記受光面の中心位置に前記十字形状の基準点を描画した際に前記出力光を出力した向きをロール軸方向とした場合、前記光検出部が検出した前記受光面に描画された十字形状を構成する２つの線のいずれか一方と、前記受光面上の基準線とがなす角度に基づいて、前記光入力装置のロール軸周りの回転角度を推測する、
請求項１に記載の姿勢推測方法。
【請求項３】
前記図形は、２つの線が基準点で交差する十字形状であり、
前記受光面の中心位置に前記十字形状の基準点を描画した際に前記出力光を出力した向きをロール軸方向、前記ロール軸方向と直交する一の向きをピッチ軸方向、前記ロール軸方向と前記ピッチ軸方向とに直交する向きをヨー軸方向とした場合、
前記十字形状を構成する２つの線を描画するために前記光出力方向切替部が水平方向と鉛直方向の２方向に沿って前記出力光の向きを切り替えた角度と、前記光検出部が検出した前記受光面に描画された十字形状を構成する２つの線の長さとに基づき、三角関数を用いて前記光入力装置のピッチ軸周りの回転角度とヨー軸周りの回転角度を推測する、
請求項１に記載の姿勢推測方法。
【請求項４】
前記図形は、２つの線が基準点で交差する十字形状であり、
前記受光面の中心位置に前記十字形状の基準点を描画した際に前記出力光を出力した向きをロール軸方向、前記ロール軸方向と直交する一の向きをピッチ軸方向、前記ロール軸方向と前記ピッチ軸方向とに直交する向きをヨー軸方向とした場合、
前記光検出部が検出した前記受光面に描画された十字形状を構成する２つの線のいずれか一方と、前記受光面上の基準線とがなす角度に基づいて、前記光入力装置のロール軸周りの回転角度を推測し、
前記十字形状を構成する２つの線を描画するために前記光出力方向切替部が水平方向と鉛直方向の２方向に沿って前記出力光の向きを切り替えた角度と、前記光検出部が検出した前記受光面に描画された十字形状を構成する２つの線の長さとに基づき、三角関数を用いて前記光入力装置のピッチ軸周りの回転角度とヨー軸周りの回転角度を推測するとともに、前記光出力装置と前記受光面の中心位置との距離を推測する、
請求項１に記載の姿勢推測方法。
【請求項５】
前記出力光は、空間伝送によって前記光入力装置へ光給電するために伝送されている、
請求項１～４のいずれか１つに記載の姿勢推測方法。
【請求項６】
前記出力光は、空間伝送によって前記光入力装置へ情報を送るために伝送されている、
請求項１～４のいずれか１つに記載の姿勢推測方法。
【請求項７】
出力光を空間伝送によって光出力装置から光入力装置へ伝送する光伝送システムであって、
前記光出力装置は、前記出力光を出力する発光部と、前記発光部が出力した前記出力光の向きを任意の角度に切り替える光出力方向切替部と、前記光入力装置からの情報を受信する光出力側通信部と、を有しており、
前記光入力装置は、前記出力光を受光する受光面を有する受光部と、前記受光面に前記出力光が当たった位置を検出する光検出部と、前記光出力装置へ情報を送信する光入力側通信部と、を有しており、
前記光出力装置が、前記受光面に前記出力光で所定の図形を描画するように前記光出力方向切替部を作動させた出力光照射情報と、前記光入力装置から送信された情報である前記光検出部が検出した前記出力光の位置を繋げてなる図形に関する受光情報と、に基づいて前記光入力装置の姿勢を推測する姿勢推測制御部を備えた、
光伝送システム。
【請求項８】
前記図形は、２つの線が基準点で交差する十字形状であり、
前記受光面の中心位置に前記十字形状の基準点を描画した際に前記出力光を出力した向きをロール軸方向とした場合、
前記姿勢推測制御部は、前記光検出部が検出した前記受光面に描画された十字形状を構成する２つの線のいずれか一方と、前記受光面上の基準線とがなす角度に基づいて、前記光入力装置のロール軸周りの回転角度を推測する処理を実行する、
請求項７に記載の光伝送システム。
【請求項９】
前記図形は、２つの線が基準点で交差する十字形状であり、
前記受光面の中心位置に前記十字形状の基準点を描画した際に前記出力光を出力した向きをロール軸方向、前記ロール軸方向と直交する一の向きをピッチ軸方向、前記ロール軸方向と前記ピッチ軸方向とに直交する向きをヨー軸方向とした場合、
前記姿勢推測制御部は、前記十字形状を構成する２つの線を描画するために前記光出力方向切替部が水平方向と鉛直方向の２方向に沿って前記出力光の向きを切り替えた角度と、前記光検出部が検出した前記受光面に描画された十字形状を構成する２つの線の長さとに基づき、三角関数を用いて前記光入力装置のピッチ軸周りの回転角度とヨー軸周りの回転角度を推測する処理を実行する、
請求項７に記載の光伝送システム。
【請求項１０】
前記図形は、２つの線が基準点で交差する十字形状であり、
前記受光面の中心位置に前記十字形状の基準点を描画した際に前記出力光を出力した向きをロール軸方向、前記ロール軸方向と直交する一の向きをピッチ軸方向、前記ロール軸方向と前記ピッチ軸方向とに直交する向きをヨー軸方向とした場合、
前記姿勢推測制御部は、前記光検出部が検出した前記受光面に描画された十字形状を構成する２つの線のいずれか一方と、前記受光面上の基準線とがなす角度に基づいて、前記光入力装置のロール軸周りの回転角度を推測する処理と、前記十字形状を構成する２つの線を描画するために前記光出力方向切替部が水平方向と鉛直方向の２方向に沿って前記出力光の向きを切り替えた角度と、前記光検出部が検出した前記受光面に描画された十字形状を構成する２つの線の長さとに基づき、三角関数を用いて前記光入力装置のピッチ軸周りの回転角度とヨー軸周りの回転角度を推測するとともに、前記光出力装置と前記受光面の中心位置との距離を推測する処理を実行する、
請求項７に記載の光伝送システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、姿勢推測方法および光伝送システムに係り、光出力装置から光入力装置へ光伝送を行う光伝送システムにおいて光入力装置の姿勢を推測する技術に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近時、レーザー送信機（光出力装置、給電装置）から電力受信機（光入力装置、受電装置）に光エネルギーを供給する光伝送システムが研究されている。
特許文献１には、電力受信機のレシーバーに設けられているビーコンを利用して、レーザー送信機から電力受信機までの距離や方位を推測する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０２２／０２２４１７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術の光伝送システムでは、レーザー送信機に対する電力受信機の姿勢（例えばロール角、ピッチ角、ヨー角といった３軸周りの回転角など）を推測するのは困難であった。
【０００５】
本開示は、光入力装置の姿勢を好適に推測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る姿勢推測方法は、
出力光を空間伝送によって光出力装置から光入力装置へ伝送する光伝送システムにおいて、前記光入力装置の姿勢を推測する姿勢推測方法であって、
前記光出力装置は、前記出力光を出力する発光部と、前記発光部が出力した前記出力光の向きを任意の角度に切り替える光出力方向切替部と、を備えており、
前記光入力装置は、前記出力光を受光する受光面を有する受光部と、前記受光面に前記出力光が当たった位置を検出する光検出部と、を備えており、
前記受光面に前記出力光で所定の図形を描画するように前記光出力方向切替部を作動させた出力光照射情報と、前記光検出部が検出した前記受光面に当たった前記出力光の位置を繋げてなる図形に関する受光情報と、に基づいて前記光入力装置の姿勢を推測する。
【０００７】
本開示に係る光伝送システムは、
出力光を空間伝送によって光出力装置から光入力装置へ伝送する光伝送システムであって、
前記光出力装置は、前記出力光を出力する発光部と、前記発光部が出力した前記出力光の向きを任意の角度に切り替える光出力方向切替部と、前記光入力装置からの情報を受信する光出力側通信部と、を有しており、
前記光入力装置は、前記出力光を受光する受光面を有する受光部と、前記受光面に前記出力光が当たった位置を検出する光検出部と、前記光出力装置へ情報を送信する光入力側通信部と、を有しており、
前記光出力装置が、前記受光面に前記出力光で所定の図形を描画するように前記光出力方向切替部を作動させた出力光照射情報と、前記光入力装置から送信された情報である前記光検出部が検出した前記出力光の位置を繋げてなる図形に関する受光情報と、に基づいて前記光入力装置の姿勢を推測する姿勢推測制御部を備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、光入力装置の姿勢を好適に推測することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の第１実施形態に係る光給電システムの構成図である。
受光部の受光面に給電光で十字形状を描画する態様の説明図（ａ）（ｂ）である。
受電装置のロール軸周りの回転角度を推測する処理に関する説明図である。
受電装置のピッチ軸周りの回転角度とヨー軸周りの回転角度を推測するとともに、給電装置と受電装置の距離を推測する処理に関する説明図（ａ）（ｂ）ある。
受電装置の姿勢を推測する姿勢推測処理のフローチャートである。
本開示の第２実施形態に係る光給電システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本開示の一実施形態につき図面を参照して説明する。
本開示では、出力光である給電光を伝送する光伝送システムとしての光給電システムについて説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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