JP5900722B2 - Scanning distance measuring device signal processing device, signal processing method, and scanning distance measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、監視対象領域に向けて測定光を走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置に関する。   The present invention relates to a signal processing device, a signal processing method, and a scanning method of a scanning distance measuring device that scans measurement light toward a monitoring target region and detects reflected light from an object with respect to the measurement light at every predetermined scanning angle. The present invention relates to a distance measuring device.

少なくともTOF(Time of Flight)方式及びAM(amplitude modulation)方式の何れかが採用された走査式測距装置が、ロボットや無人搬送車の視覚センサ、或いは、ドアの開閉センサや監視対象領域への侵入者の有無を検出する監視センサ、さらには、危険な装置に人や物が近づくのを検出し、機械を安全に停止する安全センサ等に利用されている。   A scanning rangefinder that employs at least one of the TOF (Time of Flight) method and AM (amplitude modulation) method is used for the visual sensors of robots and automated guided vehicles, door opening / closing sensors, and monitoring target areas. It is used as a monitoring sensor that detects the presence or absence of an intruder, and a safety sensor that detects a person or an object approaching a dangerous device and stops the machine safely.

TOF方式は、特許文献1に開示されているように、監視対象領域に向けて出力したパルス状の測定光と、測定光に対する物体からの反射光との検出時間差Δtに基づいて、走査式測距装置から監視対象領域内に存在する物体までの距離Dを算出する方式で、以下の数式を用いて距離Dが算出される。尚、式中、Cは光速である。
D=Δt・C/2
As disclosed in Patent Document 1, the TOF method is based on a scanning measurement based on a detection time difference Δt between a pulsed measurement light output toward a monitoring target region and a reflected light from an object with respect to the measurement light. This is a method for calculating the distance D from the distance device to the object existing in the monitoring target area, and the distance D is calculated using the following mathematical formula. In the formula, C is the speed of light.
D = Δt · C / 2

AM方式は、特許文献2に開示されているように、測定光が振幅変調され、監視対象領域に向けて出力した測定光と、測定光に対する物体からの反射光との位相差Δφに基づいて、走査式測距装置から監視対象領域内に存在する物体までの距離Dを算出する方式で、以下の数式を用いて距離Dが算出される。尚、式中、Cは光速、fは変調周波数である。
D=Δφ・C/(4π・f)
As disclosed in Patent Document 2, the AM method is based on the phase difference Δφ between the measurement light whose amplitude is modulated and output toward the monitoring target area and the reflected light from the object with respect to the measurement light. In this method, the distance D from the scanning distance measuring device to the object existing in the monitoring target area is calculated, and the distance D is calculated using the following equation. In the equation, C is the speed of light and f is the modulation frequency.
D = Δφ · C / (4π · f)

また、TOF方式とAM方式の双方を採用して、振幅変調した測定光をパルス状に出力することにより、振幅変調光の一波長以上の長い距離をTOF方式で算出し、振幅変調光の一波長よりも短い距離をAM方式で算出するバースト変調方式の走査式測距装置も提案されている。   Further, by adopting both the TOF method and the AM method and outputting the amplitude-modulated measurement light in a pulse shape, a long distance of one wavelength or more of the amplitude-modulated light is calculated by the TOF method, and one of the amplitude-modulated light A burst modulation type scanning distance measuring device that calculates a distance shorter than the wavelength by the AM method has also been proposed.

さらに、特許文献3には、レーザセンサを用いて対象の領域を照射し、得られた測距データを処理装置で処理することによって物体の位置を検知する物体検知システムであって、該レーザセンサによって該領域の背景に相当する物体の情報を取得する背景データ取得手段と、該レーザセンサによって該領域内にある物体の経時的な測距データを取得して該物体の位置を検知する位置検知手段と、該領域における該物体の存在位置を検知する物体検知手段とを備えた物体検知システムが提案されている。   Further, Patent Document 3 discloses an object detection system that detects the position of an object by irradiating a target region using a laser sensor and processing the obtained distance measurement data with a processing device. And background data acquisition means for acquiring information of an object corresponding to the background of the area, and position detection for detecting the position of the object by acquiring time-dependent distance measurement data of the object in the area by the laser sensor. An object detection system comprising means and object detection means for detecting the position of the object in the region has been proposed.

何れの場合にも、走査式測距装置の信号処理装置には、測定光と反射光との間の所定の相関関係、例えば両者の遅延時間または位相差と距離との間に見られる相関関係に基づいて、所定の走査角度毎に走査式測距装置から監視対象領域内に存在する物体までの距離を算出する距離算出部を備えている。   In any case, the signal processing device of the scanning rangefinder has a predetermined correlation between the measurement light and the reflected light, for example, a correlation found between the delay time or phase difference between the two and the distance. And a distance calculation unit that calculates a distance from the scanning distance measuring device to an object existing in the monitoring target area for each predetermined scanning angle.

更に特許文献4には、一定の周波数でパルス変調された照射光を対象物に照射し、その反射光をPSD(Position Sensing Device)等の受光素子で受光し、その受光位置に応じて生じる光電変換信号に基づいて、対象物までの距離を測距する三角測距の原理を用いた測距装置が提案されている。PSD(Position Sensing Device)に替えて二次元の撮像デバイスを用いることも可能である。   Further, in Patent Document 4, irradiation light pulse-modulated at a certain frequency is irradiated onto an object, and the reflected light is received by a light receiving element such as a PSD (Position Sensing Device), and photoelectric generated according to the light receiving position. A distance measuring device using the principle of triangulation has been proposed that measures the distance to an object based on a converted signal. It is also possible to use a two-dimensional imaging device instead of PSD (Position Sensing Device).

特開2007−256191号公報JP 2007-256191 A 特開2002−90454号公報JP 2002-90454 A 特開2009−85927号公報JP 2009-85927 A 特開平06−288764号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-288774

しかし、何れの方式を採用する走査式測距装置であっても、物体からの反射光に基づいて監視対象領域内に監視対象物が存在するか否かを正確に判定するのは容易ではなく、誤検知する虞があるという問題があった。   However, it is not easy to accurately determine whether or not there is a monitoring target in the monitoring target area based on the reflected light from the object in any scanning rangefinder that employs any method. There was a problem that there was a risk of false detection.

例えば、監視対象領域内で浮遊する微小な埃や、監視対象領域内で飛び回る微小な虫等からの反射光を監視対象物からの反射光と誤認する場合や、監視対象領域内に設置された他の走査式測距装置からの測定光を監視対象物からの反射光と誤認する虞がある。   For example, if the reflected light from minute dust floating in the monitored area or the minute insect flying around in the monitored area is mistaken as reflected light from the monitored object, or installed in the monitored area There is a possibility that measurement light from another scanning distance measuring device may be mistaken as reflected light from the monitoring object.

更に、監視対象領域が野外に区画される場合には、木の葉や雨滴等からの反射光を監視対象物からの反射光と誤認する虞もある。   Furthermore, when the monitoring target area is partitioned outdoors, there is a possibility that reflected light from leaves, raindrops, and the like may be mistaken for reflected light from the monitoring target.

そこで、物体が測定光の走査方向に沿って所定幅以上、言い換えると所定角度以上連続して検出される場合に、その物体が監視対象物であると判定し、所定幅未満、言い換えると所定角度未満の物体をノイズと認識して監視対象物の有無の判定対象から排除することが考えられる。   Therefore, when an object is continuously detected along the scanning direction of the measurement light by a predetermined width or more, in other words, when it is continuously detected by a predetermined angle or more, it is determined that the object is an object to be monitored. It is conceivable to recognize less than the object as noise and exclude it from the determination target of the presence or absence of the monitoring target.

しかし、走査式測距装置の近傍に小さな虫等のノイズ源が存在する場合には、その背後に存在するかも知れない監視対象物の一部または全部がノイズ源に隠されて、所定幅以上の物体として認識できない場合が発生するという問題があった。   However, if there is a noise source such as a small insect near the scanning rangefinder, some or all of the monitored object that may be behind it is hidden behind the noise source and exceeds the specified width. There is a problem that it may not be recognized as an object.

具体的に説明する。図11(a),(b)の上段には、走査式測距装置1から所定の距離に設定された扇形の監視対象領域に向けて、所定周期で測定光を繰り返し走査し、走査角度θ毎に測定光に対する物体からの反射光を検知することにより、人間の腕程度の大きさの監視対象物を検出する場合の説明図が示されている。図中、ハッチングされた大きな円が監視対象物T、黒く塗り潰された小さな円がノイズとなる微小物であり、符号1l,2l,3l,・・・,10l,11lは走査角度方向(「ステップ」とも記す。)を示している。   This will be specifically described. 11 (a) and 11 (b), the measurement light is repeatedly scanned at a predetermined period toward the fan-shaped monitoring target region set at a predetermined distance from the scanning distance measuring device 1, and the scanning angle θ An explanatory diagram in the case of detecting a monitoring object of the size of a human arm by detecting reflected light from an object with respect to measurement light every time is shown. In the figure, the hatched large circle is the monitoring object T, and the small black circle is a minute object that becomes noise. Reference numerals 11, 21, 31,. ")").

図11(a),(b)の下段には、遠方側で走査角度方向に2回連続して同等の距離が算出されると監視対象物「有」と判定し、近傍側で走査角度方向に3回連続して同等の距離が算出されると監視対象物「有」と判定する場合の判定結果がテーブル表示されている。   In the lower part of FIGS. 11A and 11B, if the same distance is calculated twice in the scanning angle direction on the far side, it is determined that the monitoring object is “present”, and the scanning angle direction is on the near side. If the same distance is calculated three times in succession, the determination result when determining that the monitoring object is “present” is displayed in a table.

テーブルには、各走査角度方向に対する「計測結果」、「連続数」、「監視対象物判定結果」の各欄が設けられている。「計測結果」の欄には、物体までの距離が監視対象領域内の距離であり、走査式測距装置の近傍側に位置する微小物体に対する距離である場合に「近」、走査式測距装置の遠方側に位置する監視対象物Tに対する距離である場合に「遠」、監視対象領域外の距離であるか距離が算出されなかった場合に「無」と記されている。「連続数」の欄には、走査方向に沿って連続する「遠」の数、または「近」の数が記されている。「監視対象物判定結果」の欄には「有」「無」の何れかの判定結果が記されている。   In the table, columns of “measurement result”, “continuous number”, and “monitoring object determination result” for each scanning angle direction are provided. In the “Measurement result” column, when the distance to the object is the distance in the monitoring target area and the distance to the minute object located in the vicinity of the scanning distance measuring device, “Near”, the scanning distance measurement “Far” is indicated when the distance is to the monitoring target T located on the far side of the apparatus, and “None” is indicated when the distance is outside the monitoring target area or the distance is not calculated. In the “continuous number” column, the number of “far” or “near” continuous along the scanning direction is written. In the “monitoring object determination result” column, either “Yes” or “No” determination result is written.

図11(a)に示す状況では、走査式測距装置の遠方側に監視対象物Tが存在すると判定することができるが、図11(b)に示す状況では、走査式測距装置の遠方側に監視対象物Tが存在すると判定することができない。近傍側に位置する微小物体によって遠方側の監視対象物Tの連続性が損なわれるためである。   In the situation shown in FIG. 11A, it can be determined that the monitoring target T exists on the far side of the scanning distance measuring device, but in the situation shown in FIG. 11B, the far side of the scanning distance measuring device. It cannot be determined that the monitoring target T exists on the side. This is because the continuity of the far-side monitoring target T is impaired by the minute object located on the near side.

走査式測距装置を安全センサとして使用する場合には、機械の制御装置が、当該走査式測距装置から出力される監視対象物検知信号に基づいて、監視対象領域に監視対象物が検出されたと判断すると、安全のために機械を自動停止させる必要がある。しかし、このような誤認識によって走査式測距装置から監視対象物検知信号が出力されない場合があるという不都合な事態が発生する。   When the scanning distance measuring device is used as a safety sensor, the control device of the machine detects the monitoring object in the monitoring object region based on the monitoring object detection signal output from the scanning distance measuring device. If it is determined that the machine has been stopped, it is necessary to automatically stop the machine for safety. However, such a misrecognition causes an inconvenient situation that the monitoring target detection signal may not be output from the scanning distance measuring device.

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、ノイズ源となる物体の背後に存在する監視対象物を適正に検出することができる走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置を提供する点にある。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a signal processing device, a signal processing method, and a scanning for a scanning distance measuring device that can appropriately detect a monitoring target behind an object that is a noise source. It is in the point which provides a type distance measuring device.

上述の目的を達成するため、本発明による走査式測距装置の信号処理装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項1に記載した通り、監視対象領域に向けて測定光を走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、前記所定の走査角度毎に、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部により算出され、且つ、監視対象領域内を示す距離データが、隣接する複数の走査角度方向に存在するときに、当該複数の距離データを纏めたグループを生成し、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定するグループ生成処理部と、前記グループ生成処理部で生成されたグループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅が、前記代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定部と、前記監視対象物判定部の判定の結果、監視対象物が存在すると判定されたときに、その旨を示す監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、を備えている点にある。   In order to achieve the above-described object, the first characteristic configuration of the signal processing device of the scanning distance measuring device according to the present invention is to measure toward the monitoring target area as described in claim 1 of the document of the claims. A signal processing device of a scanning distance measuring device that scans light and detects reflected light from an object with respect to measurement light at each predetermined scanning angle, wherein the measurement light and reflected light are detected at each predetermined scanning angle. A distance calculation unit that calculates a distance from the scanning distance measuring device to the object based on a predetermined correlation between the distance measurement unit and the distance data that is calculated by the distance calculation unit and indicates the inside of the monitoring target area When there is a plurality of scanning angle directions, a group in which the plurality of distance data are collected is generated, and any value from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data The representative of the group A group generation processing unit to be set apart, and the number of distance data included in the group generated by the group generation processing unit or the object detection width defined by the maximum scanning angle is preset according to the representative distance When the number of objects indicating the minimum width of the object detection is greater than or equal to the scan angle or more than the scanning angle, the monitoring object determination unit that determines that the monitoring object exists and the determination result of the monitoring object determination unit determine that the monitoring object exists And a signal output unit that outputs a monitoring object detection signal indicating that when it is done.

監視対象領域内を走査する測定光に対応する反射光が走査式測距装置で検知されると、当該測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、距離算出部によって走査角度毎に距離が算出される。尚、或る走査角度方向に物体が存在しない場合には、反射光が検知されないため、その走査角度で距離は算出されない。   When reflected light corresponding to the measurement light that scans within the monitoring target area is detected by the scanning distance measuring device, the scanning angle is calculated by the distance calculation unit based on a predetermined correlation between the measurement light and the reflected light. A distance is calculated every time. When no object exists in a certain scanning angle direction, the reflected light is not detected, and the distance is not calculated at the scanning angle.

距離算出部によって算出された距離が監視対象領域内を示す値であれば、対応する物体が監視対象領域内に存在することになる。そして、このような距離が隣接する複数の走査角度方向に存在すると、ある程度のサイズの物体が存在すると仮定することができる。当然のことであるが、同じサイズの物体であっても、走査式測距装置の近傍では連続して検出される走査角度の数が多く、走査式測距装置の遠方では連続して検出される走査角度の数が少なくなる。   If the distance calculated by the distance calculation unit is a value indicating the monitoring target area, the corresponding object exists in the monitoring target area. If such a distance exists in a plurality of adjacent scanning angle directions, it can be assumed that an object of a certain size exists. Naturally, even for objects of the same size, the number of scanning angles detected continuously in the vicinity of the scanning distance measuring device is large, and it is detected continuously in the distance of the scanning distance measuring device. The number of scanning angles to be reduced is reduced.

そこで、グループ生成処理部によって、このような関係を示す複数の距離データが一纏めにグループ化され、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値がそのグループの代表距離に設定される。   Therefore, a plurality of distance data indicating such a relationship are grouped together by the group generation processing unit, and any one of an average value or median value of the distance data included in the group to a maximum value of the distance data is included. The value is set to the group's representative distance.

そして、監視対象物判定部によって、グループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅、つまり走査方向に沿った物体のサイズが、その代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定される。尚、物体検出最小幅を示す個数未満または走査角度未満の距離データが纏められたグループは、監視対象物ではなくノイズであると判定されることになる。   Then, the object detection width defined by the number of distance data included in the group or the maximum scanning angle, that is, the size of the object along the scanning direction is set in advance according to the representative distance by the monitoring object determination unit. When the number is equal to or greater than the number indicating the minimum object detection width or equal to or greater than the scanning angle, it is determined that the monitoring target exists. A group in which distance data less than the number indicating the minimum object detection width or less than the scanning angle is collected is determined not to be an object to be monitored but to be noise.

監視対象領域内に存在する物体が微小な埃や虫、或は雨滴であれば、隣接する走査角度方向で連続して距離が算出される確率は非常に小さくなる。そこで、或る程度の幅で連続する走査角度方向に、略等しい距離データが連続して算出される場合に、監視対象物が存在すると判定することも可能である。しかし、この場合、走査式測距装置から見て近傍に位置するノイズ源としての小さな物体の背後に何らかの別の物体が存在すると、当該背後の別の物体の連続性が近傍の小さな物体によって断たれるため、背後の別の物体が監視対象物であると判定されない虞がある。   If the object existing in the monitoring target area is minute dust, insects, or raindrops, the probability that the distance is continuously calculated in the adjacent scanning angle direction becomes very small. In view of this, it is possible to determine that the monitoring target exists when the substantially equal distance data is continuously calculated in the scanning angle direction continuous with a certain width. However, in this case, if there is some other object behind a small object as a noise source located in the vicinity when viewed from the scanning distance measuring device, the continuity of the other object behind is interrupted by the small object in the vicinity. Therefore, there is a possibility that another object behind may not be determined as the monitoring target.

上述の第一の特徴構成を備えた信号処理装置では、走査方向に沿って連続する走査角度で連続して算出された距離データが、その値に関係なくグループ化されるので、背後の別の物体の連続性が近傍の小さな物体によって断たれるような不都合な事態が生じることが無い。しかも、監視対象物であるか否かを判定するためのグループの代表距離が、グループ内の複数の距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値に設定されるので、走査式測距装置から見て近傍側よりも遠方側を重視した物体検出最小幅の判定ができるようになる。   In the signal processing apparatus having the first characteristic configuration described above, the distance data continuously calculated at the scanning angles that are continuous along the scanning direction are grouped regardless of the value. An inconvenient situation in which the continuity of an object is interrupted by a small object in the vicinity does not occur. In addition, the representative distance of the group for determining whether or not it is a monitoring object is set to any value from the average value or median value of a plurality of distance data in the group to the maximum value of the distance data. Therefore, it is possible to determine the minimum object detection width with an emphasis on the far side rather than the near side when viewed from the scanning distance measuring device.

同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、監視対象領域に向けて測定光を走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、前記所定の走査角度毎に、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部により算出され、且つ、監視対象領域内を示す距離データが、隣接する複数の走査角度方向に存在するときに、隣接する走査角度方向の距離データの差分が第一の閾値以下となる複数の距離データを纏めたグループを生成し、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定するグループ生成処理部と、前記グループ生成処理部で生成されたグループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅が、前記代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定部と、隣接する複数のグループに対する前記監視対象物判定部の判定の結果、監視対象物が存在すると判定されなかった場合に、隣接する二つのグループを纏めた一つの新たなグループを生成し、当該新たなグループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値を新たなグループの代表距離に設定するグループ統合処理部と、前記グループ生成処理部または前記グループ統合処理部で生成されたグループに対する前記監視対象物判定部の判定の結果、監視対象物が存在すると判定されたときに、その旨を示す監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、を備え、前記グループ統合処理部は、距離データの数が最大となる二つの隣接グループを纏めて一つの新たなグループを生成する点にある。   According to the second characteristic configuration, as described in claim 2, the scanning type distance measuring device that scans the measurement light toward the monitoring target region and detects the reflected light from the object with respect to the measurement light at every predetermined scanning angle. A signal processing device of the apparatus, wherein the distance calculation unit calculates the distance from the scanning distance measuring device to the object based on a predetermined correlation between the measurement light and the reflected light for each predetermined scanning angle And when the distance data calculated by the distance calculation unit and indicating the inside of the monitoring target area exists in a plurality of adjacent scanning angle directions, the difference between the distance data in the adjacent scanning angle directions is a first threshold value. A group in which a plurality of distance data items are collected is generated, and one of the values from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data is set as the representative distance of the group. Group generation processing And the number of distance data included in the group generated by the group generation processing unit or the object detection width defined by the maximum scanning angle is equal to or greater than the number indicating the minimum object detection width preset according to the representative distance. Or, when the angle is equal to or larger than the scanning angle, as a result of determination by the monitoring object determination unit that determines that the monitoring object exists and the monitoring object determination unit for a plurality of adjacent groups, it is not determined that the monitoring object exists. If this is the case, a new group is created by combining two adjacent groups, and any value from the average value or median value of the distance data included in the new group to the maximum value of the distance data is set. A group integration processing unit to be set as a representative distance of a new group, and a group generated by the group generation processing unit or the group integration processing unit As a result of the determination by the monitoring object determination unit, when it is determined that there is a monitoring object, a signal output unit that outputs a monitoring object detection signal indicating that, the group integration processing unit, The point is that two adjacent groups having the maximum number of distance data are collected to generate one new group.

第二の特徴構成を備えた信号処理装置では、距離算出部により算出された距離データが、監視対象領域内を示す値であること、隣接する複数の走査角度方向に存在すること、そして隣接する走査角度方向の距離データの差分が第一の閾値以下となること、という三つの条件を満たす場合に、グループ生成処理部によって複数の距離データがグループ化される。そして、第一の特徴構成と同様にして監視対象物判定部によって監視対象物が存在するか否かが判定される。   In the signal processing device having the second characteristic configuration, the distance data calculated by the distance calculation unit is a value indicating the monitoring target area, exists in a plurality of adjacent scanning angle directions, and is adjacent. When the three conditions that the difference in the distance data in the scanning angle direction is equal to or less than the first threshold are satisfied, the group generation processing unit groups the plurality of distance data. Then, similarly to the first feature configuration, it is determined by the monitoring object determination unit whether or not the monitoring object exists.

しかし、走査式測距装置から見て近傍に位置するノイズ源としての小さな物体の背後に何らかの別の物体が存在すると、当該背後の別の物体の連続性が近傍の小さな物体によって断たれるため、グループ生成処理部によって背後の別の物体が複数のグループとして生成されることになる。そして、監視対象物判定部によってグループ毎に物体検出最小幅の判定が行なわれると、背後の別の物体が監視対象物であると判定されない虞がある。   However, if there is some other object behind a small object as a noise source located in the vicinity when viewed from the scanning distance measuring device, the continuity of the other object behind is interrupted by the nearby small object. Another object behind is generated as a plurality of groups by the group generation processing unit. When the object detection minimum width is determined for each group by the monitoring object determination unit, another object behind may not be determined to be the monitoring object.

そこで、このような場合に、グループ統合処理部によって、隣接する二つのグループを纏めた一つの新たなグループが生成され、当該新たなグループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値が新たなグループの代表距離に設定される。監視対象物判定部によって、このように統合されたグループに対する物体検出最小幅の判定が行なわれることで、適正に監視対象物の有無が判定されるようになる。   Therefore, in such a case, the group integration processing unit generates one new group that combines two adjacent groups, and calculates the distance data from the average value or median value of the distance data included in the new group. Any value up to the maximum value is set as the representative distance of the new group. By determining the minimum object detection width for the group thus integrated by the monitoring object determination unit, the presence / absence of the monitoring object is appropriately determined.

グループ生成処理部で生成された複数のグループのうち、或るグループに隣接するグループが走査方向に沿って両隣に存在する場合、隣接する2グループを構成する距離データの数の和が最大となるグループを統合して一つの新たなグループを生成することで、安全サイドで適正に監視対象物の有無が判定されるようになる。   Of the plurality of groups generated by the group generation processing unit, when groups adjacent to a certain group exist on both sides along the scanning direction, the sum of the number of distance data constituting the two adjacent groups is maximized. By integrating the groups and generating one new group, the presence or absence of the monitoring object is properly determined on the safety side.

同第三の特徴構成は、同請求項3に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記代表距離に、前記グループに含まれる距離データの最大値が設定される点にある。 In the third feature configuration, as described in claim 3, in addition to the first or second feature configuration described above, a maximum value of distance data included in the group is set as the representative distance. In the point.

グループに含まれる距離データの最大値を代表距離に設定すれば、或る走査角度で、走査式測距装置の遠方側に位置する物体への測定光の照射が近傍側の微小物体で遮られる場合に、遠方に位置する物体の距離に対応した適切な物体検出最小幅の判定ができるようになる。   If the maximum value of the distance data included in the group is set as the representative distance, irradiation of the measuring light to the object located on the far side of the scanning distance measuring device at a certain scanning angle is blocked by the minute object on the near side. In this case, it is possible to determine an appropriate object detection minimum width corresponding to the distance of an object located far away.

同第の特徴構成は、同請求項に記載した通り、上述の第一から第の何れかの特徴構成に加えて、前記物体検出最小幅を示す値は、代表距離が長くなるほど小さくなるように設定されている点にある。 The fourth characterizing feature of the can, as noted in the claim 4, in addition the first above the third one characteristic feature of the value indicating the object detection minimum width is smaller as the representative distance increases It is in the point set to become.

既に説明したように、同じサイズの物体であっても、走査式測距装置の近傍では連続して検出される走査角度の数が多く、または最大走査角度が大きく、走査式測距装置の遠方では連続して検出される走査角度の数が少なく、または最大走査角度が小さくなる。そこで、グループの代表距離が長くなるほど物体検出最小幅を示す値を小さくすれば、走査式測距装置を基準に遠近何れの位置に存在する物体であっても、適正に監視対象物であるか否かを判定できるようになる。   As already explained, even for objects of the same size, the number of scanning angles detected continuously in the vicinity of the scanning distance measuring device is large, or the maximum scanning angle is large, and the scanning distance measuring device is far away. Then, the number of scanning angles detected continuously is small, or the maximum scanning angle is small. Therefore, if the value indicating the minimum object detection width is reduced as the representative distance of the group becomes longer, the object that is present at any position in the near or near position with respect to the scanning distance measuring device is properly monitored. It becomes possible to determine whether or not.

本発明による走査式測距装置の特徴構成は、同請求項に記載した通り、上述した第一から第の何れかの特徴構成を備えた走査式測距装置の信号処理装置が組み込まれている点にあり、真に検出すべき監視対象物を適正に検知できる走査式測距装置を実現することができるようになる。 As described in the fifth aspect of the present invention, the scanning distance measuring device according to the present invention incorporates the signal processing device of the scanning distance measuring device having any one of the first to fourth characteristics described above. Therefore, it is possible to realize a scanning distance measuring device that can appropriately detect a monitoring object to be truly detected.

本発明による走査式測距装置の信号処理方法の第一の特徴構成は、同請求項に記載した通り、監視対象領域に向けて測定光を走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、前記所定の走査角度毎に、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで算出され、且つ、監視対象領域内を示す距離データが、隣接する複数の走査角度方向に存在するときに、当該複数の距離データを纏めたグループを生成し、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定するグループ生成処理ステップと、前記グループ生成処理ステップで生成されたグループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅が、前記代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定ステップと、前記監視対象物判定ステップの判定の結果、監視対象物が存在すると判定されたときに、その旨を示す監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、を備えている点にある。 According to the first characteristic configuration of the signal processing method of the scanning distance measuring device according to the present invention, as described in the sixth aspect , the measurement light is scanned toward the monitoring target region, and the measurement light is scanned at every predetermined scanning angle. A signal processing method of a scanning distance measuring device for detecting reflected light from an object, wherein the scanning distance measurement is performed based on a predetermined correlation between measurement light and reflected light at each predetermined scanning angle. A distance calculating step for calculating a distance from the apparatus to the object; and distance data calculated in the distance calculating step and indicating the monitoring target area in a plurality of adjacent scanning angle directions. A group generation processing step for generating a group in which the distance data is collected and setting any value from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data as the representative distance of the group The number of distance data included in the group generated in the group generation processing step or the object detection width defined by the maximum scanning angle is equal to or greater than the number indicating the minimum object detection width preset according to the representative distance, or When it is determined that there is a monitoring object as a result of the determination of the monitoring object determining step that determines that the monitoring object exists and the monitoring object determining step when the scanning angle is greater than or equal to the scanning angle, this is indicated. And a signal output step for outputting a monitoring object detection signal.

同第二の特徴構成は、同請求項に記載した通り、監視対象領域に向けて測定光を走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、前記所定の走査角度毎に、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで算出され、且つ、監視対象領域内を示す距離データが、隣接する複数の走査角度方向に存在するときに、隣接する走査角度方向の距離データの差分が第一の閾値以下となる複数の距離データを纏めたグループを生成し、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定するグループ生成処理ステップと、前記グループ生成処理ステップで生成されたグループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅が、前記代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定ステップと、隣接する複数のグループに対する前記監視対象物判定ステップの判定の結果、監視対象物が存在すると判定されなかった場合に、隣接する二つのグループを纏めた一つの新たなグループを生成し、当該新たなグループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値を新たなグループの代表距離に設定するグループ統合処理ステップと、前記グループ生成処理ステップまたは前記グループ統合処理ステップで生成されたグループに対する前記監視対象物判定ステップの判定の結果、監視対象物が存在すると判定されたときに、その旨を示す監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、を備え、前記グループ統合処理ステップは、距離データの数が最大となる二つの隣接グループを纏めて一つの新たなグループを生成する点にある。 In the second characteristic configuration, as described in the seventh aspect , the scanning-type distance measuring device that scans the measurement light toward the monitoring target region and detects the reflected light from the object with respect to the measurement light at every predetermined scanning angle. A signal processing method for an apparatus, wherein a distance calculation step of calculating a distance from the scanning distance measuring device to an object based on a predetermined correlation between measurement light and reflected light for each predetermined scanning angle And the distance data calculated in the distance calculation step and indicating the inside of the monitoring target area exists in a plurality of adjacent scanning angle directions, the difference between the distance data in the adjacent scanning angle directions is a first threshold value. A group in which a plurality of distance data items are collected is generated, and one of the values from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data is set as the representative distance of the group. group The object detection width defined by the number of distance data included in the group generated in the group generation processing step and the group generation processing step or the maximum scanning angle is a predetermined object detection minimum width according to the representative distance. As a result of the determination of the monitoring object determination step that determines that the monitoring object is present and the monitoring object determination step for a plurality of adjacent groups when the number is greater than or equal to the indicated number or the scanning angle, the monitoring object is present. If it is not determined, a new group is created by combining two adjacent groups, and either the average value or the median value of the distance data included in the new group to the maximum value of the distance data. A group integration processing step for setting the value of a new group representative distance, the group generation processing step or the group A signal output step of outputting a monitoring object detection signal indicating that when it is determined that the monitoring object exists as a result of the determination of the monitoring object determination step for the group generated in the group integration processing step; , wherein the group integrating process step, Ru near the point where the number of distance data to generate one new group together two adjacent groups of the maximum.

以上説明した通り、本発明によれば、ノイズ源となる物体の背後に存在する監視対象物を適正に検出することができる走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置を提供することができるようになった。   As described above, according to the present invention, the signal processing device, the signal processing method, and the scanning measurement of the scanning distance measuring device that can appropriately detect the monitoring target existing behind the object that becomes the noise source. A distance device can be provided.

本発明による走査式測距装置の全体構成を示す概略縦断面図1 is a schematic longitudinal sectional view showing the overall configuration of a scanning distance measuring device according to the present invention. 走査式測距装置に組み込まれる信号処理装置を含む全体の機能ブロック構成図Overall functional block diagram including a signal processing device incorporated in a scanning distance measuring device 信号処理部とシステム制御部とで構成される信号処理装置の第一及び第三の態様を示す機能ブロック構成図Functional block configuration diagram showing first and third aspects of a signal processing device configured by a signal processing unit and a system control unit 信号処理装置で実行される全体の処理を説明するフローチャートFlowchart explaining overall processing executed by signal processing apparatus 信号処理装置の第一の態様を示し、グループ生成処理部による処理内容を示す説明図Explanatory drawing which shows the 1st aspect of a signal processing apparatus, and shows the processing content by a group production | generation process part 信号処理装置の第二の態様を示す機能ブロック構成図Functional block diagram showing a second aspect of the signal processing apparatus 信号処理装置の第二の態様を示し、グループ生成処理部及びグループ統合処理部による処理内容を示す説明図Explanatory drawing which shows the 2nd aspect of a signal processing apparatus, and shows the processing content by a group production | generation process part and a group integration process part (a),(b),(c)は、信号処理装置の第二の態様を示し、グループ生成処理部及びグループ統合処理部による処理内容を示す説明、(d)は信号処理装置の第三の態様を示し、グループ生成処理部による処理内容を示す説明図(A), (b), (c) shows the 2nd aspect of a signal processing apparatus, the description which shows the processing content by a group production | generation process part and a group integration process part, (d) is the 3rd of a signal processing apparatus. Explanatory drawing which shows the mode and shows the processing content by the group generation processing unit 信号処理装置の第三の態様の前提事項である同一の操作角度方向に複数の距離が算出可能な原理の説明図Explanatory drawing of the principle which can calculate a plurality of distances in the same operation angle direction, which is a precondition of the third aspect of the signal processing device 別実施形態を示す第一及び第二偏光ミラーの説明図Explanatory drawing of the 1st and 2nd polarizing mirror which shows another embodiment 従来技術の説明図Illustration of prior art

以下、本発明による走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置を図面に基づいて説明する。以下の例では、測定光の光源に赤外半導体レーザが用いられ、TOF方式によって物体までの距離を算出する距離算出部等を備えた信号処理装置が組み込まれ、安全センサとして用いられる走査式測距装置について説明する。   Hereinafter, a signal processing device, a signal processing method, and a scanning distance measuring device of a scanning distance measuring device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following example, an infrared semiconductor laser is used as a light source for measurement light, a signal processing device including a distance calculation unit that calculates a distance to an object by the TOF method is incorporated, and scanning measurement is used as a safety sensor. The distance device will be described.

当該走査式測距装置によって、予め設定された監視対象領域に侵入者や搬送車両等のある程度のサイズの障害物が監視対象として検知されると、その旨の信号が外部装置に出力される。外部装置は、当該信号に基づいて、例えば安全のために機器を停止する等の所定の制御を行なう。   When the scanning distance measuring device detects an obstacle of a certain size such as an intruder or a transport vehicle as a monitoring target in a preset monitoring target area, a signal to that effect is output to the external device. Based on the signal, the external device performs predetermined control such as stopping the device for safety.

尚、半導体レーザ以外の種類のレーザやLED等の他の種類の光源を用いた走査式測距装置にも本発明を適用することができる。また、距離算出方式としてTOF方式以外の方式、例えばAM方式や、TOF方式とAM方式の双方を採用したバースト変調方式を採用する距離算出部にも本発明を適用することができる。さらには、PSD(Position Sensing Device)やCMOSタイプの二次元撮像素子等の受光素子で反射光を受光し、その受光位置に応じて生じる光電変換信号に基づいて、対象物までの距離を測距する三角測距の原理を用いた測距装置にも本発明を適用することができる。   It should be noted that the present invention can also be applied to a scanning distance measuring apparatus that uses other types of light sources such as lasers and LEDs other than semiconductor lasers. The present invention can also be applied to a distance calculation unit that employs a method other than the TOF method as a distance calculation method, such as an AM method or a burst modulation method that employs both the TOF method and the AM method. Furthermore, the reflected light is received by a light receiving element such as a PSD (Position Sensing Device) or a CMOS type two-dimensional image sensor, and the distance to the object is measured based on a photoelectric conversion signal generated according to the light receiving position. The present invention can also be applied to a distance measuring device using the principle of triangulation.

図1にはこのような走査式測距装置が例示されている。走査式測距装置1は、一対の投光部3及び受光部5を収容する円筒状のケーシング2と、ケーシング2の周方向に沿って配置された弧状の光学窓2aを備え、投光部3から出力された測定光を円筒状ケーシングの軸心Pと直交する方向に偏向反射する第一偏向ミラー9、及び、被測定物Tからの反射光を受光部5に向けて偏向反射する第二偏向ミラー10を軸心P周りに回転して、測定光を軸心Pと直交する平面上で回転走査する偏向光学系4を備えている。   FIG. 1 illustrates such a scanning distance measuring device. The scanning distance measuring apparatus 1 includes a cylindrical casing 2 that houses a pair of light projecting units 3 and a light receiving unit 5, and an arcuate optical window 2 a that is disposed along the circumferential direction of the casing 2. The first deflection mirror 9 that deflects and reflects the measurement light output from 3 in a direction orthogonal to the axis P of the cylindrical casing, and the first deflection mirror 9 that deflects and reflects the reflected light from the object to be measured T toward the light receiving unit 5. A deflection optical system 4 that rotates the two deflection mirrors 10 about the axis P and rotationally scans the measurement light on a plane orthogonal to the axis P is provided.

ケーシング2の内壁面は迷光を吸収する暗幕等の吸光部材で被覆され、軸心Pに沿って対向配置された投光部3と受光部5の間に、偏向光学系4が配置されている。   The inner wall surface of the casing 2 is covered with a light-absorbing member such as a dark screen that absorbs stray light, and a deflection optical system 4 is disposed between the light projecting unit 3 and the light receiving unit 5 that are disposed to face each other along the axis P. .

投光部3は、赤外半導体レーザでなる発光素子と、発光素子から出力された光ビームを平行光に形成する光学レンズを備えて構成され、ケーシング2の上壁内側に固定されている。   The light projecting unit 3 includes a light emitting element formed of an infrared semiconductor laser and an optical lens that forms a light beam output from the light emitting element into parallel light, and is fixed to the inside of the upper wall of the casing 2.

受光部5は、反射光を検出するアバランシェフォトダイオードでなる受光素子を備えて構成され、ケーシング2に固定された中空軸13上の支持板上に固定されている。   The light receiving unit 5 includes a light receiving element made of an avalanche photodiode that detects reflected light, and is fixed on a support plate on a hollow shaft 13 fixed to the casing 2.

偏向光学系4は、第一偏向ミラー9及び第二偏向ミラー10が取り付けられた天面8bと、反射光を受光部5で集光する受光レンズ14が取り付けられた周壁部8aを備えた円筒状の回転体8と、回転体8を一方向に回転駆動するモータ11を備えている。   The deflection optical system 4 includes a top surface 8b to which the first deflection mirror 9 and the second deflection mirror 10 are attached, and a cylinder having a peripheral wall portion 8a to which a light receiving lens 14 for condensing reflected light by the light receiving portion 5 is attached. And a motor 11 that rotationally drives the rotating body 8 in one direction.

下端部が縮径された回転体8は、その内周面に備えた軸受12を介して中空軸13に回転可能に支承され、縮径部の外周面にモータ11の回転子となるマグネット11bが取り付けられている。当該回転子と、当該回転子に対向配置されたコイル11aでなる固定子によりモータ11が構成され、固定子のカバーがケーシング2に固定された中空軸13に取り付けられている。   The rotating body 8 whose lower end portion is reduced in diameter is rotatably supported by the hollow shaft 13 via a bearing 12 provided on the inner peripheral surface thereof, and a magnet 11b serving as a rotor of the motor 11 on the outer peripheral surface of the reduced diameter portion. Is attached. The motor 11 is composed of the rotor and a stator composed of a coil 11 a disposed so as to face the rotor, and a cover of the stator is attached to a hollow shaft 13 fixed to the casing 2.

投光部3から光軸L1に沿って出射された測定光が、第一偏向ミラー9で光軸L1と直交する光軸L2に偏向され、光学窓2aを通過して測定対象空間に向けて照射される。測定対象空間に存在する被測定物Tからの反射光が、光軸L2と平行な光軸L3に沿って光学窓2aを通過して受光レンズ14に入光し、第二偏向ミラー10で光軸L3と直交する光軸L4に偏向され、受光部5に集光される。   The measurement light emitted from the light projecting unit 3 along the optical axis L1 is deflected by the first deflection mirror 9 to the optical axis L2 orthogonal to the optical axis L1, passes through the optical window 2a, and toward the measurement target space. Irradiated. The reflected light from the measurement object T existing in the measurement target space passes through the optical window 2a along the optical axis L3 parallel to the optical axis L2 and enters the light receiving lens 14, and is reflected by the second deflection mirror 10. The light is deflected to an optical axis L4 orthogonal to the axis L3 and condensed on the light receiving unit 5.

第一偏向ミラー9で偏向された測定光が光学窓2aの上方領域を透過し、被測定物Tからの反射光が光学窓2bの下方領域を透過する。   The measurement light deflected by the first deflection mirror 9 passes through the upper region of the optical window 2a, and the reflected light from the object T passes through the lower region of the optical window 2b.

モータ11で回転駆動される偏向光学系4により、測定光が光学窓2aを介して測定対象空間に走査される範囲、具体的には上述した軸心Pを基準とする約270度の角度範囲が計測用走査角度領域となり、測定光がケーシング2に遮られて測定対象空間に出射されない角度領域が非計測用走査角度領域となる。   A range in which the measurement light is scanned into the measurement object space via the optical window 2a by the deflection optical system 4 that is rotationally driven by the motor 11, specifically, an angular range of about 270 degrees with respect to the axis P described above. Is a scanning angle region for measurement, and an angular region where the measurement light is blocked by the casing 2 and is not emitted to the measurement target space is a non-measuring scanning angle region.

つまり、偏向光学系4により、投光部3から出力された測定光を、光学窓2aを介して測定対象空間に周期的に偏向走査する走査部が構成されている。   That is, the deflection optical system 4 constitutes a scanning unit that periodically deflects and scans the measurement light output from the light projecting unit 3 into the measurement target space through the optical window 2a.

図10に示すように、第一偏光ミラー9と第二偏光ミラー10を樹脂または光学ガラスで一体成形してもよい。この例では、第一偏向面91により光軸L1に対して測定光を測定対象領域に向けて90度偏向させる第一偏向ミラー9が構成され、第二偏向面92により反射光を光軸L4に沿った受光部5に向けて90度偏向させる第二偏向ミラー10が構成されている。   As shown in FIG. 10, the first polarizing mirror 9 and the second polarizing mirror 10 may be integrally formed of resin or optical glass. In this example, the first deflection mirror 91 is configured to deflect the measurement light 90 degrees toward the measurement target region with respect to the optical axis L1 by the first deflection surface 91, and the reflected light is reflected by the second deflection surface 92 to the optical axis L4. The second deflection mirror 10 is configured to deflect 90 degrees toward the light receiving unit 5 along the axis.

そして、第二偏向面92の上端側中央部が切り欠かれ、当該切欠部95に第一偏向ミラー9が延出形成されている。このような構成を採用することによって、装置の小型化を図ることができる。   The central portion of the upper end side of the second deflection surface 92 is cut out, and the first deflection mirror 9 is formed to extend in the cutout portion 95. By adopting such a configuration, the apparatus can be reduced in size.

周方向に複数のスリットが形成された円盤状のスリット板15aが、回転体8の周壁部8aに取り付けられるとともに、当該スリットを検出するフォトインタラプタ15bがケーシング2の内壁に取り付けられ、これらにより偏向光学系4の走査角度を検出する走査角度検出部15が構成されている。   A disc-shaped slit plate 15a having a plurality of slits formed in the circumferential direction is attached to the peripheral wall portion 8a of the rotating body 8, and a photo interrupter 15b for detecting the slit is attached to the inner wall of the casing 2 and deflected by these. A scanning angle detector 15 that detects the scanning angle of the optical system 4 is configured.

スリット板15aに形成されるスリットは、測定光が非走査角度領域の中心に向けて照射される基準位置を除いて均等間隔で形成され、基準位置ではスリット間隔が他の間隔より狭い間隔に形成されている。従って、偏向光学系4の回転に伴なって走査角度検出部15から出力されるパルスのパルス幅に基づいて、基準位置から偏向光学系4の回転角度位置が把握できるように構成されている。   The slits formed in the slit plate 15a are formed at regular intervals except for the reference position where the measurement light is irradiated toward the center of the non-scanning angle region, and the slit interval is formed at a narrower interval than the other intervals at the reference position. Has been. Accordingly, the rotation angle position of the deflection optical system 4 can be grasped from the reference position based on the pulse width of the pulse output from the scanning angle detector 15 as the deflection optical system 4 rotates.

非走査角度領域の中心には、距離補正用の基準光学系としてのプリズム16が設けられ、当該プリズム16を介して受光部5で検知される反射光に基づいて、補正用の基準距離が求められる。   A prism 16 as a distance correction reference optical system is provided at the center of the non-scanning angle region, and a reference distance for correction is obtained based on reflected light detected by the light receiving unit 5 through the prism 16. It is done.

ケーシング2の底部には、装置を駆動して被測定物Tまでの距離を算出する信号処理回路20を備えた制御基板17が収容されている。   A control board 17 including a signal processing circuit 20 that drives the apparatus and calculates the distance to the object T is housed in the bottom of the casing 2.

図2に示すように、信号処理回路20には、発光素子3aを駆動する駆動回路3b、反射光が受光素子5aで光電変換された反射信号を増幅する増幅回路5b、モータ制御回路21、A/D変換部22、信号処理部23、システム制御部24を備えている。信号処理部23及びシステム制御部24によって、本発明による信号処理装置が構成されている。   As shown in FIG. 2, the signal processing circuit 20 includes a driving circuit 3b for driving the light emitting element 3a, an amplifying circuit 5b for amplifying a reflected signal obtained by photoelectrically converting the reflected light by the light receiving element 5a, a motor control circuit 21, A / D conversion unit 22, signal processing unit 23, and system control unit 24 are provided. The signal processing unit 23 and the system control unit 24 constitute a signal processing device according to the present invention.

システム制御部24には、所定の制御プログラムに基づいて動作するマイクロコンピュータが設けられ、当該マイクロコンピュータによって信号処理部23、モータ制御回路21等が制御される。   The system control unit 24 is provided with a microcomputer that operates based on a predetermined control program, and the microcomputer controls the signal processing unit 23, the motor control circuit 21, and the like.

システム制御部24は、走査角度検出部15から入力されるエンコーダパルスに基づいて、走査角度つまり測定光の照射方向を検出するとともに、偏向光学系4によって測定光が所定の一定速度で周期的に測定対象空間に走査されるようにモータ制御回路21を制御する。   The system control unit 24 detects the scanning angle, that is, the irradiation direction of the measurement light, based on the encoder pulse input from the scanning angle detection unit 15, and the measurement light is periodically emitted by the deflection optical system 4 at a predetermined constant speed. The motor control circuit 21 is controlled so that the measurement target space is scanned.

そして、信号処理部23から入力される距離と、走査角度検出部15を介して検出した走査角度等の測定情報、或いは、監視対象領域に障害物が存在することを表す障害物検知信号を、インタフェースを介して接続された外部装置に出力する。   Then, a distance input from the signal processing unit 23, measurement information such as a scanning angle detected via the scanning angle detection unit 15, or an obstacle detection signal indicating that an obstacle exists in the monitoring target area, Output to an external device connected via the interface.

尚、信号処理装置は、ケーシング2の内部に収容され、走査式測距装置1と一体で構成される以外に、ケーシング2の外部に設置され、走査式測距装置1と別体で構成されていてもよい。後者の場合には、信号処理装置はA/D変換部22等が搭載されたケーシング2内部の制御基板17と信号線を介して接続され、或は無線通信部を介して接続される。   The signal processing device is housed inside the casing 2 and is configured integrally with the scanning distance measuring device 1, and is installed outside the casing 2 and configured separately from the scanning distance measuring device 1. It may be. In the latter case, the signal processing device is connected to the control board 17 inside the casing 2 on which the A / D conversion unit 22 and the like are mounted via a signal line or via a wireless communication unit.

走査角度検出部15から入力されるエンコーダパルスに同期して、信号処理部23から駆動回路3bに出力される駆動パルス信号S1により赤外半導体レーザ3aがパルス駆動され、測定対象空間にパルス状の測定光S2が照射される。   In synchronization with the encoder pulse input from the scanning angle detector 15, the infrared semiconductor laser 3a is pulse-driven by the drive pulse signal S1 output from the signal processor 23 to the drive circuit 3b, and the measurement target space is pulsed. Measurement light S2 is irradiated.

当該測定光S2が被測定物Tに照射され、被測定物Tからの反射光S3がアバランシェフォトダイオード5aで光電変換され、さらに増幅回路5bで増幅された反射信号S4がA/D変換部22に入力される。   The measurement light S2 is irradiated onto the object T, the reflected light S3 from the object T is photoelectrically converted by the avalanche photodiode 5a, and the reflected signal S4 amplified by the amplifier circuit 5b is converted into the A / D converter 22. Is input.

A/D変換部22でA/D変換されたデジタルの反射信号が信号処理部23に入力され、信号処理部23で駆動パルス信号S1と反射信号の時間差Δtが求められ、以下の式に基づいて被測定物T迄の仮の距離D1が算出される。
D1=Δt・C/2 (但し、Cは光速である。)
The digital reflection signal A / D converted by the A / D conversion unit 22 is input to the signal processing unit 23, and the signal processing unit 23 obtains the time difference Δt between the drive pulse signal S1 and the reflection signal. Thus, a temporary distance D1 to the measurement object T is calculated.
D1 = Δt · C / 2 (where C is the speed of light)

ここで、時間差Δtとは測定光に対する反射光の遅延時間をいい、上述の例では測定光の照射時期を駆動パルス信号S1の立ち上がり時期で代用しているが、測定光を検知する光電センサを用いて測定光そのものの立ち上がり時期を検知してもよい。   Here, the time difference Δt refers to the delay time of the reflected light with respect to the measurement light. In the above example, the irradiation timing of the measurement light is substituted with the rising timing of the drive pulse signal S1, but a photoelectric sensor that detects the measurement light is used. It may be used to detect the rising timing of the measurement light itself.

一方、走査角度検出部15から入力されるエンコーダパルスが基準位置を示すときに、測定光がプリズム16に照射され、アバランシェフォトダイオード5aで検出されたプリズム16からの反射光S3に基づく時間差Δt´に対応する基準距離D2が以下の式に基づいて算出される。
D2=Δt´・C/2 (但し、Cは光速である。)
On the other hand, when the encoder pulse input from the scanning angle detector 15 indicates the reference position, the measurement light is applied to the prism 16, and the time difference Δt ′ based on the reflected light S3 from the prism 16 detected by the avalanche photodiode 5a. Is calculated based on the following equation.
D2 = Δt ′ · C / 2 (where C is the speed of light)

被測定物迄の距離Dが、D1−D2によって算出される。当該基準距離D2は、走査式測距装置1に組み込まれた赤外半導体レーザ3a、駆動回路3b、アバランシェフォトダイオード5a等の特性ばらつきや、光学系の機差による計測距離のばらつきを吸収して、被測定物迄の正確な距離を算出するための補正値となる。   A distance D to the object to be measured is calculated by D1-D2. The reference distance D2 absorbs variations in characteristics of the infrared semiconductor laser 3a, the drive circuit 3b, the avalanche photodiode 5a, and the like incorporated in the scanning distance measuring device 1, and variations in measurement distance due to differences in optical systems. A correction value for calculating an accurate distance to the object to be measured.

ところで、反射信号S4の立上り時期を検知するために所定の閾値電圧と比較する比較器を設ける場合、同じ時期に発生する反射信号S4であっても、その信号強度によって立ち上がり波形の傾きが異なるために、比較器からの出力時期が変動して、反射信号S4の立上り時期を正確に検知できない虞がある。   By the way, when a comparator for comparing with a predetermined threshold voltage is provided in order to detect the rising timing of the reflected signal S4, the rising waveform slope varies depending on the signal intensity even for the reflected signal S4 generated at the same timing. In addition, the output timing from the comparator may fluctuate and the rising timing of the reflected signal S4 may not be detected accurately.

そのため、信号処理部23は、反射信号S4を一次微分し、一次微分反射信号の立上り時期を基準に当該一次微分反射信号の正領域の重心位置を算出し、当該重心位置に対応する時期を反射光S3の検出時期として求めるように構成されている。   Therefore, the signal processing unit 23 first differentiates the reflected signal S4, calculates the centroid position of the positive region of the primary differential reflected signal with reference to the rising timing of the primary differentiated reflected signal, and reflects the time corresponding to the centroid position. The detection time of the light S3 is obtained.

以下、本願発明の信号処理装置の第一から第三の三つの態様を説明する。
先ず、第一の態様について詳述する。
The first to third aspects of the signal processing apparatus according to the present invention will be described below.
First, the first aspect will be described in detail.

図3に示すように、信号処理部23は信号処理用のゲートアレイやデジタルシグナルプロセッサ、さらには各種の演算のためのデータ記憶部となる複数のレジスタ等を備えたASIC等の集積回路で構成されている。   As shown in FIG. 3, the signal processing unit 23 is composed of an integrated circuit such as an ASIC having a gate array for signal processing, a digital signal processor, and a plurality of registers serving as a data storage unit for various operations. Has been.

これら集積回路によって、上述した被測定物迄の距離Dを算出する距離算出部230と、距離算出部230で算出された距離情報等に基づいて障害となる監視対象物を検出する監視対象物検出部231と、駆動回路3bや距離算出部230等を駆動するためのクロック信号を生成するパルス信号生成部232の各機能ブロックが構成されている。   By these integrated circuits, the distance calculation unit 230 that calculates the distance D to the object to be measured, and the monitoring object detection that detects the monitoring object that becomes an obstacle based on the distance information calculated by the distance calculation unit 230 and the like. Each functional block of the unit 231 and a pulse signal generation unit 232 that generates a clock signal for driving the drive circuit 3b, the distance calculation unit 230, and the like is configured.

距離算出部230は、上述した距離D1,D2を算出する測距演算部23aと、算出された補正距離D2を記憶する補正データ記憶部23cと、上述した距離補正演算を行なう補正処理部23bを備えた機能ブロックである。   The distance calculation unit 230 includes a distance measurement calculation unit 23a that calculates the above-described distances D1 and D2, a correction data storage unit 23c that stores the calculated correction distance D2, and a correction processing unit 23b that performs the above-described distance correction calculation. It is a functional block provided.

距離算出部230は、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、所定の走査角度毎に当該走査式測距装置1から監視対象領域内に存在する物体までの距離を算出する処理を測定光の走査周期で繰り返す。所定の相関関係とは、TOF方式では測定光に対する反射光の遅延時間と距離との相関関係、AM方式では測定光に対する反射光の位相差と距離との相関関係をいう。   The distance calculation unit 230 calculates a distance from the scanning distance measuring device 1 to an object existing in the monitoring target area for each predetermined scanning angle based on a predetermined correlation between the measurement light and the reflected light. This process is repeated at the scanning period of the measurement light. The predetermined correlation means a correlation between the delay time of the reflected light with respect to the measurement light and the distance in the TOF method, and a correlation between the phase difference of the reflected light with respect to the measurement light and the distance in the AM method.

監視対象物検出部231は、監視対象領域設定部23gと、領域判定部23hと、グループ生成処理部23iと、監視対象物判定部23jと、走査角度/距離記憶部23dと、グループ記憶部23eと、最小検出幅設定部23fを備えた機能ブロックである。   The monitoring object detection unit 231 includes a monitoring object area setting unit 23g, an area determination unit 23h, a group generation processing unit 23i, a monitoring object determination unit 23j, a scanning angle / distance storage unit 23d, and a group storage unit 23e. And a functional block including a minimum detection width setting unit 23f.

監視対象物検出部231は、走査式測距装置1で検知された物体からの反射光が、監視対象物以外の微小な埃や虫等から反射したノイズ光であるか、監視対象領域内に進入または侵入した監視対象物から反射した信号光であるか否かを判定して、適正に監視対象物を検出するために設けられている。   The monitoring object detection unit 231 determines whether the reflected light from the object detected by the scanning distance measuring device 1 is noise light reflected from minute dust or insects other than the monitoring object, or within the monitoring object area. It is provided in order to determine whether or not the signal light is reflected from the entering or invading monitoring object and appropriately detect the monitoring object.

監視対象領域設定部23gは、走査式測距装置1により監視すべき監視対象領域の境界を規定する領域データが記憶されたメモリを備えている。当該領域データは、システム制御部24に接続されたコンピュータ等の外部装置から入力され、システム制御部24を介して当該メモリに予め記憶されている。   The monitoring target area setting unit 23g includes a memory in which area data that defines the boundary of the monitoring target area to be monitored by the scanning distance measuring device 1 is stored. The area data is input from an external device such as a computer connected to the system control unit 24 and stored in advance in the memory via the system control unit 24.

走査角度/距離記憶部23dには、距離算出部230で算出された物体の走査角度と距離が走査周期毎に記憶される。領域判定部23hは、走査角度/距離記憶部23dに記憶された走査周期毎の物体の距離が、監視対象領域設定部23gのメモリに記憶された監視対象領域の内部に位置する距離であるか否かを判定し、監視対象領域の内部に位置する場合にのみ、その距離と走査角度をグループ生成処理部23iに引き渡す。   The scanning angle / distance storage unit 23d stores the scanning angle and distance of the object calculated by the distance calculation unit 230 for each scanning period. Whether the area determination unit 23h is a distance in which the distance of the object for each scanning period stored in the scanning angle / distance storage unit 23d is located inside the monitoring target area stored in the memory of the monitoring target area setting unit 23g. Only when it is located inside the monitoring target area, the distance and the scanning angle are handed over to the group generation processing unit 23i.

グループ生成処理部23iは、測定光の走査方向に沿って連続する複数の走査角度方向に存在する距離データを一つに纏めたグループを生成し、各距離データにグループの識別子を付与するとともに当該グループの代表距離を設定して、それらのデータをグループ記憶部23eに記憶する。   The group generation processing unit 23i generates a group in which distance data existing in a plurality of scanning angle directions continuous along the scanning direction of the measurement light is combined, and assigns an identifier of the group to each distance data. The representative distance of the group is set, and those data are stored in the group storage unit 23e.

最小検出幅記憶部23fには、走査式測距装置1からの距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す距離データの個数が記憶されている。物体検出最小幅とは、物体が監視対象物であるかノイズであるかを判定するための測定光の走査方向に沿った物体のサイズであり、それを示す距離データの個数は走査式測距装置1からの距離が長くなるほど小さくなるように設定されている。物体検出最小幅を示す距離データの個数は、システム制御部24に接続された外部装置から予め入力されて記憶される。   The minimum detection width storage unit 23f stores the number of distance data indicating an object detection minimum width set in advance according to the distance from the scanning distance measuring device 1. The minimum object detection width is the size of the object along the scanning direction of the measurement light for determining whether the object is a monitoring object or noise, and the number of distance data indicating this is the scanning distance measurement The distance is set to be smaller as the distance from the device 1 is longer. The number of distance data indicating the minimum object detection width is input and stored in advance from an external device connected to the system control unit 24.

グループの代表距離とは、最小検出幅記憶部23fに記憶されている複数の物体検出最小幅の一つを特定するための値で、グループに含まれる距離データの平均値または中央値の何れか、または、その値から当該距離データの最大値迄の何れかの値が設定される。   The representative distance of a group is a value for specifying one of a plurality of minimum object detection widths stored in the minimum detection width storage unit 23f, and is either an average value or a median value of distance data included in the group. Alternatively, any value from the value to the maximum value of the distance data is set.

尚、最小検出幅記憶部23fに記憶される物体検出最小幅を示す値が、最大走査角度で定義された角度データであってもよい。この場合にも、走査式測距装置1からの距離が長くなるほど小さくなるように設定される。以下の説明では物体検出最小幅が距離データの個数である場合を説明するが、角度データであっても同様の処理が適用できる。   The value indicating the minimum object detection width stored in the minimum detection width storage unit 23f may be angle data defined by the maximum scanning angle. Also in this case, the distance is set to be smaller as the distance from the scanning distance measuring device 1 is longer. In the following description, the case where the object detection minimum width is the number of distance data will be described. However, the same processing can be applied to angle data.

グループ生成処理部23iによって走査周期毎にグループ化処理が行なわれると監視対象物判定部23jが起動される。監視対象物判定部23jは、各グループの表距離に応じて最小検出幅記憶部23fから物体検出最小幅を示す個数を読み出して、各グループの物体検出幅である距離データの個数が、物体検出最小幅を示す個数以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定し、各グループの物体検出幅である距離データの個数が、物体検出最小幅を示す個数未満となる場合に、監視対象物が存在しないと判定する。   When the group generation processing unit 23i performs the grouping process for each scanning cycle, the monitoring object determination unit 23j is activated. The monitoring object determining unit 23j reads the number indicating the minimum object detection width from the minimum detection width storage unit 23f according to the table distance of each group, and the number of distance data that is the object detection width of each group is the object detection. When the number of objects indicating the minimum width is equal to or greater than the number indicating the object detection width, it is determined that there is an object to be monitored, and the number of distance data that is the object detection width of each group is less than the number indicating the object detection minimum width. Is determined not to exist.

監視対象物検出部231によって、監視対象物が存在することが検出されると、その旨の信号がシステム制御部24に出力され、システム制御部24から外部装置にオン状態の監視対象物検知信号が出力される。   When the monitoring object detection unit 231 detects the presence of the monitoring object, a signal to that effect is output to the system control unit 24, and the monitoring object detection signal in the on state is output from the system control unit 24 to the external device. Is output.

監視対象物検出部231によって、監視対象物が存在しないことが検出されると、その旨の信号がシステム制御部24に出力され、システム制御部24から外部装置にオフ状態の監視対象物検知信号が出力される。つまり、システム制御部24が監視対象物検知信号を外部に出力する信号出力部となる。   When the monitoring object detection unit 231 detects that the monitoring object does not exist, a signal to that effect is output to the system control unit 24, and the monitoring object detection signal in the off state is output from the system control unit 24 to the external device. Is output. That is, the system control unit 24 serves as a signal output unit that outputs a monitoring object detection signal to the outside.

外部装置は、システム制御部24から監視対象物検知信号が入力されると、監視対象領域内に設置されている装置を安全のために停止制御する等の予め設定された所定の処理を実行する。   When a monitoring object detection signal is input from the system control unit 24, the external device executes a predetermined process such as a stop control for safety of the device installed in the monitoring target area. .

図4には、上述した信号処理装置23,24で実行される監視対象物検出処理のフローチャートが示されている。距離算出部230によって物体に対する距離算出処理が実行され、その値が走査角度/距離記憶部23dに記憶される(S1)。領域判定処理部23hによって領域判定処理が実行され(S3)、監視対象領域内の走査角度/距離データがグループ生成処理部23iに引き渡される。   FIG. 4 shows a flowchart of monitoring object detection processing executed by the signal processing devices 23 and 24 described above. A distance calculation process for the object is executed by the distance calculation unit 230, and the value is stored in the scanning angle / distance storage unit 23d (S1). The area determination processing is executed by the area determination processing section 23h (S3), and the scanning angle / distance data in the monitoring target area is delivered to the group generation processing section 23i.

グループ生成処理部23iによってグループ生成処理が実行され(S3)、監視対象物判定処理部23jによって監視対象物判定処理が実行され(S4)、システム制御部24によって障害物検知信号出力処理が実行される(S5)。   The group generation processing unit 23i executes group generation processing (S3), the monitoring target object determination processing unit 23j executes monitoring target object determination processing (S4), and the system control unit 24 executes obstacle detection signal output processing. (S5).

図5には、走査式測距装置1から最大距離が10mの値に設定された扇形の監視対象領域に向けて、走査周期30msec.で測定光を繰り返し走査し、走査角度θ(=0.25°)毎に測定光に対する物体からの反射光を検知することにより、人間の腕程度の大きさの監視対象物を検出する場合の説明図が示されている。図中、ハッチングされた大きな長円が監視対象物T、黒く塗り潰された小さな円がノイズとなる微小物である。   FIG. 5 shows a scanning cycle of 30 msec. From the scanning distance measuring device 1 toward the fan-shaped monitoring target area whose maximum distance is set to a value of 10 m. In this case, the measurement light is repeatedly scanned and the reflected light from the object with respect to the measurement light is detected at every scanning angle θ (= 0.25 °), thereby detecting a monitoring target as large as a human arm. An illustration is shown. In the figure, a hatched large ellipse is a monitoring object T, and a small black circle is a minute object that becomes noise.

この例では、走査式測距装置1から10m離れた位置で、走査角度θが0.25°の幅が約4.36cmとなる。つまり、隣接する走査角度で連続して距離10mの位置に物体Tが検知されると少なくとも人間の腕程度の物体が存在することが判定できる。   In this example, the width of the scanning angle θ of 0.25 ° is about 4.36 cm at a position 10 m away from the scanning distance measuring device 1. That is, when an object T is detected at a position of 10 m continuously at adjacent scanning angles, it can be determined that there is at least an object of a human arm.

図5の上段には、走査式測距装置1から反時計周りに測定光が回転走査されたときの状態が示されている。符号1l,2l,3l,・・・,10l,11lは走査角度方向(「ステップ」とも記す。)を示している。   The upper part of FIG. 5 shows a state in which the measurement light is rotationally scanned counterclockwise from the scanning distance measuring device 1. Reference numerals 11, 21, 31,..., 101, and 111 indicate the scanning angle direction (also referred to as “step”).

図5の下段には、走査角度方向と算出距離のテーブルが示されている。この例では、走査角度方向2l,3lで微小物体(図中、黒丸で示す)に対する距離が算出され、走査角度方向5l,6l,8l,9lで監視対象物Tに対する距離が算出され、走査角度方向7lで他の微小物体(図中、黒丸で示す)に対する距離が算出されている。   In the lower part of FIG. 5, a table of the scanning angle direction and the calculated distance is shown. In this example, the distance to the minute object (indicated by black circles in the figure) is calculated in the scanning angle directions 2l and 3l, the distance to the monitoring object T is calculated in the scanning angle directions 5l, 6l, 8l, and 9l, and the scanning angle The distance to another minute object (indicated by a black circle in the figure) is calculated in the direction 7l.

また、距離算出部230によって算出された距離が監視対象外であるか、或は距離が算出されなかった場合に、算出距離の枠がハッチングされている。当該枠内の数値は監視対象領域の最大距離である。   In addition, when the distance calculated by the distance calculation unit 230 is not a monitoring target or when the distance is not calculated, the frame of the calculated distance is hatched. The numerical value in the frame is the maximum distance of the monitoring target area.

この例では、グループ生成処理部23iによって、距離データがグループG1とグループG2の二つのグループに分けられ、グループG1またはグループG2の識別子が付与された各距離データと代表距離がグループ記憶部23eに記憶される。代表距離はグループに含まれる距離データの最大値に設定され、グループG1の代表距離が2.5mに、グループG2の代表距離が3.6mに設定される。   In this example, the distance data is divided into two groups, group G1 and group G2, by the group generation processing unit 23i, and each distance data to which the identifier of the group G1 or group G2 is assigned and the representative distance are stored in the group storage unit 23e. Remembered. The representative distance is set to the maximum value of the distance data included in the group, the representative distance of the group G1 is set to 2.5 m, and the representative distance of the group G2 is set to 3.6 m.

最小検出幅記憶部23fには、走査式測距装置1からの距離に応じた物体検出最小幅が記憶されている。この例では、物体検出最小幅の値は、走査式測距装置1からの距離が3.0m未満で3に設定され、走査式測距装置1からの距離が3.0m以上で2に設定されている。   The minimum detection width storage unit 23f stores a minimum object detection width corresponding to the distance from the scanning distance measuring device 1. In this example, the value of the minimum object detection width is set to 3 when the distance from the scanning distance measuring device 1 is less than 3.0 m, and is set to 2 when the distance from the scanning distance measuring device 1 is 3.0 m or more. Has been.

監視対象物判定部23jは、グループG1の距離データの数2が、グループG1の代表距離2.5mに対応する物体検出最小幅3よりも小となるために、グループG1が監視対象物ではなくノイズであると判定する。   Since the number 2 of the distance data of the group G1 is smaller than the minimum object detection width 3 corresponding to the representative distance 2.5 m of the group G1, the monitoring object determining unit 23j does not detect the group G1 as a monitoring object. Judged as noise.

さらに、監視対象物判定部23jは、グループG2の距離データの数5が、グループG2の代表距離3.6mに対応する物体検出最小幅2よりも大となるために、グループG2が監視対象物であると判定する。   Furthermore, since the number 5 of the distance data of the group G2 is larger than the minimum object detection width 2 corresponding to the representative distance 3.6 m of the group G2, the monitoring target determining unit 23j determines that the group G2 is the monitoring target. It is determined that

このように、信号処理装置23,24では、走査方向に沿って連続する走査角度で連続して算出された距離データが、その値に関係なくグループ化されるので、背後の別の物体の連続性が近傍の小さな物体によって断たれるような不都合な事態が生じることが無い。   As described above, in the signal processing devices 23 and 24, the distance data continuously calculated at the scanning angles continuous along the scanning direction is grouped regardless of the value, and therefore, another object behind is continuous. An inconvenient situation in which the sex is cut off by a small object in the vicinity does not occur.

尚、監視対象物であるか否かを判定するためのグループの代表距離を、グループ内の複数の距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値に設定すれば、走査式測距装置から見て近傍側に位置する物体よりも遠方側に位置する物体を重視した判定ができるようになる。   Note that the representative distance of the group for determining whether or not it is a monitoring object is set to any value from the average value or median value of a plurality of distance data in the group to the maximum value of the distance data. For example, it is possible to make a determination that attaches importance to an object located farther than an object located nearer to the scanning distance measuring device.

以下、本願発明の信号処理装置の第二の態様を説明する。
図6には、第二の態様の信号処理部23のブロック構成図が示されている。図3で示した信号処理部23と比較すると、グループ生成処理部23iによるグループの生成基準が異なり、グループ生成処理部23iに加えてグループ統合処理部23kを備えている点が異なる。
The second aspect of the signal processing apparatus of the present invention will be described below.
FIG. 6 shows a block diagram of the signal processing unit 23 of the second aspect. Compared with the signal processing unit 23 shown in FIG. 3, the group generation processing unit 23i has a different group generation reference, and includes a group integration processing unit 23k in addition to the group generation processing unit 23i.

第一の態様では、グループ生成処理部23iは、距離算出部230により算出された距離データが、監視対象領域内を示す値であり、且つ、当該距離データが測定光の走査方向に沿って連続する複数の走査角度方向に存在するときに、各距離データの値に関わらず一律にグループを生成するように構成されているが、第二の態様では、各距離データの値に基づいてグループを生成するように構成されている。   In the first aspect, in the group generation processing unit 23i, the distance data calculated by the distance calculation unit 230 is a value indicating the inside of the monitoring target area, and the distance data is continuously along the scanning direction of the measurement light. In the second aspect, the group is generated based on the value of each distance data. Configured to generate.

以下、具体的に説明する。グループ生成処理部23iは、距離算出部230により算出された距離データが、監視対象領域内を示す値であり、且つ、当該距離データが測定光の走査方向に沿って連続する複数の走査角度方向に存在するときに、隣接する走査角度方向の距離データの差分が第一の閾値以下となる複数の距離データを纏めたグループを生成するように構成されている。   This will be specifically described below. The group generation processing unit 23i has a plurality of scanning angle directions in which the distance data calculated by the distance calculating unit 230 is a value indicating the inside of the monitoring target area, and the distance data is continuous along the scanning direction of the measurement light. Are formed so as to generate a group of a plurality of distance data in which the difference between the distance data in the adjacent scanning angle directions is equal to or less than the first threshold.

そして、グループ生成処理部23iは、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定するように構成されている。   Then, the group generation processing unit 23i is configured to set any value from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data as the representative distance of the group. .

第一の閾値は、物体が同一物と推定可能な閾値であり、監視対象物の表面の凹凸形状等に基づいて予め設定される値である。この例では、0.2mに設定されている。   The first threshold value is a threshold value that allows the object to be estimated as the same object, and is a value that is set in advance based on the uneven shape of the surface of the monitoring object. In this example, it is set to 0.2 m.

図7に示すように、グループ生成処理部23iによって、距離データがグループG1,G2,G3,G4の四つのグループに分けられ、各グループに識別子が付与された各距離データと代表距離がグループ記憶部23eに記憶される。代表距離はグループに含まれる距離データの最大値に設定される。   As shown in FIG. 7, the group generation processing unit 23i divides the distance data into four groups of groups G1, G2, G3, and G4, and stores each distance data in which an identifier is assigned to each group and the representative distance as a group storage. Stored in the unit 23e. The representative distance is set to the maximum value of the distance data included in the group.

この例でも、最小検出幅記憶部23fに記憶された物体検出最小幅の値は、走査式測距装置1からの距離が3.0m未満で3に設定され、走査式測距装置1からの距離が3.0m以上で2に設定されている。   Also in this example, the value of the minimum object detection width stored in the minimum detection width storage unit 23f is set to 3 when the distance from the scanning distance measuring device 1 is less than 3.0 m, and the distance from the scanning distance measuring device 1 is set. The distance is set to 2 at 3.0 m or more.

このような場合、監視対象物判定部23jは、グループG1,G2,G3,G4の何れのグループも監視対象物が存在すると判定することができないため、当該判定結果をシステム制御部24に出力することなく、グループ統合処理部23kを起動する。   In such a case, the monitoring object determination unit 23j cannot determine that any of the groups G1, G2, G3, and G4 has a monitoring object, and therefore outputs the determination result to the system control unit 24. Without starting up, the group integration processing unit 23k is activated.

グループ統合処理部23kは、隣接する三つのグループG2,G3,G4のうち、グループG2,G3を纏めた一つの新たなグループG(2+3)を生成し、当該新たなグループG(2+3)に含まれる距離データの最大値を新たなグループの代表距離に設定し、再度監視対象物判定部23jによる判定を起動するように構成されている。   The group integration processing unit 23k generates one new group G (2 + 3) in which the groups G2 and G3 are grouped out of the three adjacent groups G2, G3, and G4, and is included in the new group G (2 + 3) The maximum value of the distance data to be set is set as the representative distance of the new group, and the determination by the monitoring object determination unit 23j is activated again.

監視対象物判定部23jは、グループG(2+3)の距離データの数3が、グループG(2+3)の代表距離3.6mに対応する物体検出最小幅2よりも大となるために、グループG(2+3)が監視対象物であると判定する。   Since the number 3 of the distance data of the group G (2 + 3) is larger than the object detection minimum width 2 corresponding to the representative distance 3.6 m of the group G (2 + 3), the monitoring target determination unit 23j It is determined that (2 + 3) is the monitoring target.

第二の態様による信号処理装置23,24では、走査式測距装置1から見て近傍に位置するノイズ源としての小さな物体の背後に何らかの別の物体が存在し、当該背後の別の物体の連続性が近傍の小さな物体によって断たれる場合であっても、背後の別の物体を監視対象物であると判定できるようになる。   In the signal processing devices 23 and 24 according to the second aspect, some other object exists behind a small object as a noise source located in the vicinity when viewed from the scanning distance measuring device 1, and the other object behind the Even when the continuity is interrupted by a small object in the vicinity, another object behind can be determined as the monitoring target.

走査方向に沿って三つ以上のグループが隣接する場合には、グループ統合処理部23kは、以下に示す何れかの態様を好適に採用してグループを統合することができる。   When three or more groups are adjacent to each other in the scanning direction, the group integration processing unit 23k can appropriately adopt any one of the following modes to integrate the groups.

グループ生成処理部23iで生成された複数のグループのうち、或るグループに隣接するグループが走査方向に沿って両隣に存在する場合、隣接する2グループを構成する距離データの数の和が最大となるグループを統合して一つの新たなグループを生成することで、安全サイドで適正に監視対象物の有無が判定されるようになる。   Among the plurality of groups generated by the group generation processing unit 23i, when groups adjacent to a certain group exist on both sides along the scanning direction, the sum of the number of distance data constituting the two adjacent groups is the maximum. By integrating the groups to generate one new group, the presence or absence of the monitoring target can be properly determined on the safety side.

つまり、グループ統合処理部23kは、距離データの数が最大となる二つの隣接グループを纏めて一つの新たなグループを生成することが好ましい。   That is, the group integration processing unit 23k preferably generates one new group by combining two adjacent groups with the maximum number of distance data.

図8(a)に示す場合、グループG2とグループG3を統合すると距離データの数の和が4になり、グループG3とグループG4を統合したときの距離データの数の和3よりも大きくなるので、グループG2とグループG3を新たなグループG(2+3)に統合するのである。尚、図7に示したように、何れに隣接するグループと統合しても、距離データの数の和が等しい場合には、何れか一方のグループと統合すればよい。   In the case shown in FIG. 8A, when the group G2 and the group G3 are integrated, the sum of the number of distance data becomes 4, which is larger than the sum 3 of the number of distance data when the group G3 and the group G4 are integrated. Then, the group G2 and the group G3 are integrated into a new group G (2 + 3). In addition, as shown in FIG. 7, even if it integrates with any adjacent group, if the sum of the number of distance data is equal, it should just integrate with any one group.

また、グループ統合処理部23kは、走査方向に沿って複数のグループが隣接する場合、代表距離が短いグループと当該代表距離が短いグループに隣接する代表距離が長いグループとを纏めて一つの新たなグループを生成することが好ましい。   In addition, when a plurality of groups are adjacent along the scanning direction, the group integration processing unit 23k combines a group with a short representative distance and a group with a long representative distance adjacent to the group with a short representative distance. It is preferable to generate a group.

このように代表距離が短いグループを基準にグループを統合すれば、走査式測距装置1から見て近傍に位置するグループと当該グループに隣接する遠方側のグループを統合して一つの新たなグループを生成されるので、遠方側のグループに対する物体検出最小幅の判定が適正に行なわれるようになる。   If the groups are integrated based on the group having a short representative distance as described above, the group located in the vicinity as viewed from the scanning distance measuring device 1 and the far-side group adjacent to the group are integrated into one new group. Therefore, the determination of the minimum object detection width for the far side group is appropriately performed.

さらに、グループ統合処理部23kは、代表距離が短いグループの両側に代表距離が長いグループが隣接する場合に、両側に位置する代表距離が長いグループの距離データから得られる統合基準距離の差分が第二の閾値以下の場合に、当該代表距離が短いグループと両側の代表距離が長い方のグループを纏めて一つの新たなグループを生成することが好ましい。   Further, the group integration processing unit 23k, when a group with a long representative distance is adjacent to both sides of a group with a short representative distance, determines the difference in the integrated reference distance obtained from the distance data of the group with a long representative distance located on both sides. When the threshold value is less than or equal to the second threshold, it is preferable to create a new group by combining the group with the shorter representative distance and the group with the longer representative distance on both sides.

統合基準距離とは、両側に位置する代表距離が長い二つのグループが同一の物体に対する距離であることの確からしさを判定するための距離である。統合基準距離として、代表距離が短いグループに最も近い走査角度方向の距離データ、代表距離、グループ内の距離データの平均値、中央値等の何れかを採用することができる。   The integrated reference distance is a distance for determining the probability that two groups having long representative distances located on both sides are distances to the same object. As the integrated reference distance, any one of the distance data in the scanning angle direction closest to the group having a short representative distance, the representative distance, the average value of the distance data in the group, the median value, and the like can be adopted.

第二の閾値も、同一物と推定可能な閾値であり、監視対象物の表面の凹凸形状等に基づいて予め設定される値である。第二の閾値は上述した第一の閾値よりも大きな値に設定されることが好ましい。   The second threshold value is also a threshold value that can be estimated as the same object, and is a value that is set in advance based on the uneven shape of the surface of the monitoring object. The second threshold value is preferably set to a value larger than the first threshold value described above.

両側の代表距離が長いグループの統合基準距離の差分が第二の閾値以下の場合に、これらのグループに属する距離データが同一の物体に対する距離データであると判断して、これらのグループを統合することによって、遠方側のグループに対する物体検出最小幅の判定が適正に行なわれるようになる。   When the difference between the integration reference distances of the groups with long representative distances on both sides is equal to or less than the second threshold, it is determined that the distance data belonging to these groups is the distance data for the same object, and these groups are integrated. Thus, the determination of the minimum object detection width for the far-side group is appropriately performed.

図8(b)には、統合基準距離として、代表距離が短いグループに最も近い走査角度方向の距離データを採用する場合の例が示されている。グループG2の統合基準距離が3.3m、グループG4の統合基準距離が3.2mとなり、その差分が0.1mとなる。   FIG. 8B shows an example in which distance data in the scanning angle direction closest to the group having a short representative distance is adopted as the integrated reference distance. The integrated reference distance of group G2 is 3.3 m, the integrated reference distance of group G4 is 3.2 m, and the difference is 0.1 m.

この例では、第二の閾値が0.3mに設定されている。従って、グループG2,G3,G4が新たなグループG(2+3+4)に統合される。   In this example, the second threshold is set to 0.3 m. Therefore, the groups G2, G3, and G4 are integrated into a new group G (2 + 3 + 4).

図8(c)は、さらに他の例が示されている。この例では、走査方向に沿ってグループG2,G3,G4,G5が隣接している。グループG2の統合基準距離が2.5m、グループG3の統合基準距離が3.3m、グループG5の統合基準距離が3.2mとなる。グループG3,G5の統合基準距離の差分が0.1m、グループG2,G3の統合基準距離の差分が0.8mとなるので、当該差分が第二の閾値0.3m以下となるグループG3,G5を含めたグループG3,G4,G5が統合されて、新たなグループG(3+4+5)が生成される。   FIG. 8C shows still another example. In this example, the groups G2, G3, G4, and G5 are adjacent along the scanning direction. The integrated reference distance of the group G2 is 2.5 m, the integrated reference distance of the group G3 is 3.3 m, and the integrated reference distance of the group G5 is 3.2 m. Since the difference between the integrated reference distances of the groups G3 and G5 is 0.1 m and the difference between the integrated reference distances of the groups G2 and G3 is 0.8 m, the groups G3 and G5 whose difference is equal to or less than the second threshold value 0.3 m. Are combined to generate a new group G (3 + 4 + 5).

以下に第三の態様を説明する。
第三の態様は、例えばTOF方式などのように、距離算出部230によって、同一の走査角度方向に複数の距離が算出可能な走査式測距装置に適用される態様である。機能ブロック構成は図3がベースになる。
The third aspect will be described below.
The third aspect is an aspect applied to a scanning distance measuring device that can calculate a plurality of distances in the same scanning angle direction by the distance calculation unit 230, such as the TOF method. The functional block configuration is based on FIG.

グループ生成処理部23iは、距離算出部230により算出された距離データが、監視対象領域内を示す値であり、且つ、当該距離データが測定光の走査方向に沿って連続する複数の走査角度方向に存在するときに、隣接する走査角度方向の距離データの差分が第一の閾値以下となる複数の距離データを纏めたグループを生成するように構成されている。   The group generation processing unit 23i has a plurality of scanning angle directions in which the distance data calculated by the distance calculating unit 230 is a value indicating the inside of the monitoring target area, and the distance data is continuous along the scanning direction of the measurement light. Are formed so as to generate a group of a plurality of distance data in which the difference between the distance data in the adjacent scanning angle directions is equal to or less than the first threshold.

そして、グループ生成処理部23iは、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定し、監視対象物判定部23jを起動するように構成されている。   Then, the group generation processing unit 23i sets any value from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data as the representative distance of the group, and the monitoring object determination unit 23j is activated.

図9に示すように、投光部3から出力された測定光の光芒Lwが微小な物体O1よりも広い場合には、当該微小な物体O1よりも遠方の物体O2にも測定光が照射されるので、遠近双方の物体O1,O2からの反射光が受光部5で検出されるようになる。   As shown in FIG. 9, when the light beam Lw of the measurement light output from the light projecting unit 3 is wider than the minute object O1, the measurement light is also irradiated to the object O2 farther than the minute object O1. Therefore, the reflected light from both the near and near objects O 1 and O 2 is detected by the light receiving unit 5.

図8(d)には、図9に対応して距離算出部230によって同一の走査角度方向7lで二つの距離が算出される場合が示されている。つまり、距離算出部230によって、走査角度方向7lで物体O1に対応する距離1.2mと、物体O2に対応する距離3.2mが算出されている。   FIG. 8D shows a case where two distances are calculated in the same scanning angle direction 7 l by the distance calculation unit 230 corresponding to FIG. 9. That is, the distance calculation unit 230 calculates the distance 1.2 m corresponding to the object O1 in the scanning angle direction 71 and the distance 3.2 m corresponding to the object O2.

例えば、第一の閾値が0.2mに設定されている場合、グループ生成処理部23iはグループG1,G2,G3の三つのグループを生成する。グループG2は走査角度方向5l〜9lで隣接する距離データの差分が第一の閾値以下となる距離データのグループである。   For example, when the first threshold is set to 0.2 m, the group generation processing unit 23i generates three groups G1, G2, and G3. The group G2 is a group of distance data in which the difference between adjacent distance data in the scanning angle directions 5l to 9l is equal to or less than the first threshold.

このようにグループを生成すれば、走査式測距装置1から見て近傍に位置するノイズ源としての小さな物体O1の背後に何らかの別の物体O2が存在する場合であっても、当該背後の別の物体O2の連続性が近傍の小さな物体によって断たれることが無いため、グループ生成処理部23iによって背後の別の物体O2が一つのグループとして生成され、監視対象物を適正に検知することができるようになる。   If a group is generated in this way, even if there is some other object O2 behind a small object O1 as a noise source located in the vicinity when viewed from the scanning distance measuring apparatus 1, there is another group behind the Since the continuity of the object O2 is not interrupted by a small object in the vicinity, another object O2 behind is generated as one group by the group generation processing unit 23i, and the monitoring object can be properly detected. become able to.

尚、遠近双方の物体からの反射光の一部が重畳する場合には、反射信号の二次微分信号の二回目の立ち上がりタイミングの前後で反射信号を分離し、それぞれの反射信号の立ち上がり時期を反射光の検出タイミングとして距離を算出すればよい。   When part of the reflected light from both near and near objects is superimposed, the reflected signal is separated before and after the second rise timing of the second derivative signal of the reflected signal, and the rise timing of each reflected signal is determined. The distance may be calculated as the detection timing of the reflected light.

以上説明した何れの態様であっても、グループの代表距離として、そのグループに含まれる距離データの最大値を設定することが好ましい。グループに含まれる距離データの最大値を代表距離に設定すれば、或る走査角度で、走査式測距装置の遠方側に位置する物体への測定光の照射が近傍側の微小物体で遮られる場合に、遠方に位置する物体の距離に対応した適切な物体検出最小幅の判定ができるようになる。   In any aspect described above, it is preferable to set the maximum value of the distance data included in the group as the representative distance of the group. If the maximum value of the distance data included in the group is set as the representative distance, irradiation of the measuring light to the object located on the far side of the scanning distance measuring device at a certain scanning angle is blocked by the minute object on the near side. In this case, it is possible to determine an appropriate object detection minimum width corresponding to the distance of an object located far away.

また、物体検出最小幅は、代表距離が長くなるほど小さくなるように設定されていることが好ましい。同じサイズの物体であっても、走査式測距装置の近傍では連続して検出される走査角度の数が多く、または最大走査角度が大きく、走査式測距装置の遠方では連続して検出される走査角度の数が少なく、または最大走査角度が小さくなる。そこで、グループの代表距離が長くなるほど物体検出最小幅を小さくすれば、走査式測距装置を基準に遠近何れの位置に存在する物体であっても、適正に監視対象物であるか否かを判定できるようになる。   Further, it is preferable that the minimum object detection width is set to become smaller as the representative distance becomes longer. Even for objects of the same size, the number of scanning angles detected continuously in the vicinity of the scanning distance measuring device is large, or the maximum scanning angle is large, and it is detected continuously in the distance of the scanning distance measuring device. The number of scanning angles to be reduced is small, or the maximum scanning angle is small. Therefore, if the minimum object detection width is reduced as the representative distance of the group becomes longer, it is determined whether or not an object existing at any distance from the perspective of the scanning distance measuring device is properly monitored. Can be judged.

上述した実施形態では、走査式測距装置1が、偏向光学系4によって固定軸心Pと直交する平面に沿って測定光が一次元的に走査される構成について説明したが、本発明は、測定光が二次元的に走査され、物体までの距離が三次元で測定可能な走査式測距装置にも適用可能である。   In the above-described embodiment, the scanning distance measuring device 1 has been described with respect to the configuration in which the measurement light is scanned one-dimensionally along the plane orthogonal to the fixed axis P by the deflection optical system 4. The present invention can also be applied to a scanning distance measuring device in which measurement light is scanned two-dimensionally and the distance to an object can be measured in three dimensions.

例えば、上述した走査式測距装置1に、軸心Pを揺動させる機構を組み込むことにより、測定光を二次元的に走査可能な偏向光学系を実現することができる。   For example, by incorporating a mechanism for swinging the axis P into the scanning distance measuring device 1 described above, a deflection optical system capable of two-dimensionally scanning the measurement light can be realized.

また、測定光をXY平面上で二次元に走査する測距装置や、ランダムに2次元走査する測距装置、またCCDを2個使用した三角法による走査など複数走査角を同時に測距可能な測距装置にも本発明の技術思想を適用することができる。   It is also possible to simultaneously measure multiple scanning angles, such as a distance measuring device that scans the measurement light two-dimensionally on the XY plane, a distance measuring device that randomly scans two-dimensionally, and a trigonometric scan that uses two CCDs. The technical idea of the present invention can also be applied to a distance measuring device.

上述した第一の態様を採用して測定光を二次元的に走査する場合にも、距離算出部により算出され、且つ、監視対象領域内を示す距離データが、測定光の走査方向を問わずに、隣接する複数の走査角度方向に存在するときに、当該複数の距離データを纏めたグループを生成すればよい。   Even when the measurement light is scanned two-dimensionally by adopting the first aspect described above, the distance data calculated by the distance calculation unit and indicating the inside of the monitoring target region is irrespective of the scanning direction of the measurement light. In addition, when a plurality of adjacent scanning angle directions exist, a group in which the plurality of distance data are collected may be generated.

そして、グループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅が、代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定すればよい。この場合、物体検出最小幅を、一定の二次元の領域を占める距離データの個数として設定することも可能である。   Monitoring is performed when the number of distance data included in the group or the object detection width defined by the maximum scanning angle is equal to or larger than the number indicating the minimum object detection width set in advance according to the representative distance or the scanning angle. What is necessary is just to determine with a target object existing. In this case, the minimum object detection width can be set as the number of distance data occupying a certain two-dimensional area.

上述した実施形態は、本発明による走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置の一例であり、走査式測距装置の具体的構造、信号処理装置の具体的な回路構成、信号処理方法を実現するソフトウェアの具体的な手順等は、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計できることはいうまでもなく、本発明の技術的範囲が上述の例に限定されるものではない。   The above-described embodiments are examples of the signal processing device, the signal processing method, and the scanning distance measuring device of the scanning distance measuring device according to the present invention. The specific structure of the scanning distance measuring device and the specifics of the signal processing device. Needless to say, the specific procedure of software for realizing a simple circuit configuration and signal processing method can be changed and designed as appropriate within the scope of the effects of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the above examples. Is not to be done.

1:走査式測距装置
3:投光部
5:受光部
4:走査部
23:信号処理部(信号処理装置)
23a:測距演算部
23b:補正処理部
23c:補正データ記憶部
23d:走査角度/距離記憶部
23e:グループ記憶部
23f:最小検出幅設定部
23g:監視対象領域設定部
23h:領域判定処理部
23i:グループ生成処理部
23j:監視対象物判定部
23k:グループ統合処理部
230:距離算出部(信号処理装置)
231:監視対象物検出(信号処理装置)

1: Scanning distance measuring device 3: Projecting unit 5: Light receiving unit 4: Scanning unit 23: Signal processing unit (signal processing device)
23a: Distance measurement calculation unit 23b: Correction processing unit 23c: Correction data storage unit 23d: Scanning angle / distance storage unit 23e: Group storage unit 23f: Minimum detection width setting unit 23g: Monitoring target region setting unit 23h: Region determination processing unit 23i: Group generation processing unit 23j: Monitoring object determination unit 23k: Group integration processing unit 230: Distance calculation unit (signal processing device)
231: Monitoring object detection (signal processing device)

Claims (7)

監視対象領域に向けて測定光を走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、
前記所定の走査角度毎に、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部により算出され、且つ、監視対象領域内を示す距離データが、隣接する複数の走査角度方向に存在するときに、当該複数の距離データを纏めたグループを生成し、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定するグループ生成処理部と、
前記グループ生成処理部で生成されたグループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅が、前記代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定部と、
前記監視対象物判定部の判定の結果、監視対象物が存在すると判定されたときに、その旨を示す監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、
を備えている走査式測距装置の信号処理装置。
A signal processing device of a scanning distance measuring device that scans measurement light toward a monitoring target region and detects reflected light from an object with respect to the measurement light at every predetermined scanning angle,
A distance calculation unit that calculates a distance from the scanning distance measuring device to the object based on a predetermined correlation between the measurement light and the reflected light for each predetermined scanning angle;
When distance data calculated by the distance calculation unit and indicating the monitoring target area exists in a plurality of adjacent scanning angle directions, a group in which the plurality of distance data is collected is included in the group. A group generation processing unit that sets any value from the average value or median value of the distance data to the maximum value of the distance data as the representative distance of the group;
The number of distance data included in the group generated by the group generation processing unit or the object detection width defined by the maximum scanning angle is equal to or greater than the number indicating the minimum object detection width preset according to the representative distance or scanning. A monitoring object determination unit that determines that a monitoring object exists when the angle is equal to or greater than an angle;
As a result of the determination by the monitoring object determination unit, when it is determined that the monitoring object exists, a signal output unit that outputs a monitoring object detection signal indicating that,
A signal processing device for a scanning distance measuring device.
監視対象領域に向けて測定光を走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、
前記所定の走査角度毎に、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部により算出され、且つ、監視対象領域内を示す距離データが、隣接する複数の走査角度方向に存在するときに、隣接する走査角度方向の距離データの差分が第一の閾値以下となる複数の距離データを纏めたグループを生成し、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定するグループ生成処理部と、
前記グループ生成処理部で生成されたグループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅が、前記代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定部と、
隣接する複数のグループに対する前記監視対象物判定部の判定の結果、監視対象物が存在すると判定されなかった場合に、隣接する二つのグループを纏めた一つの新たなグループを生成し、当該新たなグループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値を新たなグループの代表距離に設定するグループ統合処理部と、
前記グループ生成処理部または前記グループ統合処理部で生成されたグループに対する前記監視対象物判定部の判定の結果、監視対象物が存在すると判定されたときに、その旨を示す監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、
を備え、
前記グループ統合処理部は、距離データの数が最大となる二つの隣接グループを纏めて一つの新たなグループを生成する走査式測距装置の信号処理装置。
A signal processing device of a scanning distance measuring device that scans measurement light toward a monitoring target region and detects reflected light from an object with respect to the measurement light at every predetermined scanning angle,
A distance calculation unit that calculates a distance from the scanning distance measuring device to the object based on a predetermined correlation between the measurement light and the reflected light for each predetermined scanning angle;
When distance data calculated by the distance calculation unit and indicating the inside of the monitoring target area exists in a plurality of adjacent scanning angle directions, the difference between the distance data in the adjacent scanning angle directions is equal to or less than a first threshold value. Generate a group in which a plurality of distance data is collected, and generate a group in which any value from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data is set as the representative distance of the group A processing unit;
The number of distance data included in the group generated by the group generation processing unit or the object detection width defined by the maximum scanning angle is equal to or greater than the number indicating the minimum object detection width preset according to the representative distance or scanning. A monitoring object determination unit that determines that a monitoring object exists when the angle is equal to or greater than an angle;
As a result of the determination by the monitoring object determination unit for a plurality of adjacent groups, when it is determined that there is no monitoring object, a new group is created by combining the two adjacent groups, and the new A group integration processing unit that sets any value from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data as the representative distance of the new group;
As a result of determination by the monitoring object determination unit for the group generated by the group generation processing unit or the group integration processing unit, when it is determined that a monitoring object exists, a monitoring object detection signal indicating that is provided. A signal output section to output;
With
The group integration processing unit is a signal processing device of a scanning distance measuring device that generates two new adjacent groups by maximizing the number of distance data.
前記代表距離に、前記グループに含まれる距離データの最大値が設定される請求項1または2記載の走査式測距装置の信号処理装置。 Wherein the representative distance, the signal processing apparatus of a scanning type distance measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein the maximum value of the distance data contained in the group is set. 前記物体検出最小幅を示す値は、代表距離が長くなるほど小さくなるように設定されている請求項1からの何れかに記載の走査式測距装置の信号処理装置。 Value indicating the object detection minimum width, the signal processing apparatus of a scanning type distance measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3 is set to be smaller as the representative distance is longer. 請求項1からの何れかに記載の走査式測距装置の信号処理装置が組み込まれている走査式測距装置。 Scanning type distance measuring apparatus signal processing apparatus of a scanning type distance measuring device is incorporated according to any of claims 1 4. 監視対象領域に向けて測定光を走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、
前記所定の走査角度毎に、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで算出され、且つ、監視対象領域内を示す距離データが、隣接する複数の走査角度方向に存在するときに、当該複数の距離データを纏めたグループを生成し、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定するグループ生成処理ステップと、
前記グループ生成処理ステップで生成されたグループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅が、前記代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定ステップと、
前記監視対象物判定ステップの判定の結果、監視対象物が存在すると判定されたときに、その旨を示す監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、
を備えている走査式測距装置の信号処理方法。
A scanning distance measuring device signal processing method that scans measurement light toward a monitoring target area and detects reflected light from an object with respect to the measurement light at each predetermined scanning angle,
A distance calculating step for calculating a distance from the scanning distance measuring device to the object based on a predetermined correlation between the measurement light and the reflected light for each predetermined scanning angle;
When distance data calculated in the distance calculation step and indicating the inside of the monitoring target area exists in a plurality of adjacent scanning angle directions, a group in which the plurality of distance data are collected is generated and included in the group A group generation processing step of setting any value from the average value or median value of the distance data to the maximum value of the distance data to the representative distance of the group;
The number of distance data included in the group generated in the group generation processing step or the object detection width defined by the maximum scanning angle is equal to or larger than the number indicating the minimum object detection width preset according to the representative distance or scanning. A monitoring object determination step for determining that the monitoring object exists when the angle is equal to or greater than the angle;
As a result of the determination of the monitoring object determination step, when it is determined that the monitoring object exists, a signal output step of outputting a monitoring object detection signal indicating that,
A signal processing method for a scanning distance measuring apparatus.
監視対象領域に向けて測定光を走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、
前記所定の走査角度毎に、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで算出され、且つ、監視対象領域内を示す距離データが、隣接する複数の走査角度方向に存在するときに、隣接する走査角度方向の距離データの差分が第一の閾値以下となる複数の距離データを纏めたグループを生成し、当該グループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値をそのグループの代表距離に設定するグループ生成処理ステップと、
前記グループ生成処理ステップで生成されたグループに含まれる距離データの個数または最大走査角度で定義される物体検出幅が、前記代表距離に応じて予め設定された物体検出最小幅を示す個数以上または走査角度以上となる場合に、監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定ステップと、
隣接する複数のグループに対する前記監視対象物判定ステップの判定の結果、監視対象物が存在すると判定されなかった場合に、隣接する二つのグループを纏めた一つの新たなグループを生成し、当該新たなグループに含まれる距離データの平均値または中央値から当該距離データの最大値迄の何れかの値を新たなグループの代表距離に設定するグループ統合処理ステップと、
前記グループ生成処理ステップまたは前記グループ統合処理ステップで生成されたグループに対する前記監視対象物判定ステップの判定の結果、監視対象物が存在すると判定されたときに、その旨を示す監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、
を備え、
前記グループ統合処理ステップは、距離データの数が最大となる二つの隣接グループを纏めて一つの新たなグループを生成する走査式測距装置の信号処理方法。
A scanning distance measuring device signal processing method that scans measurement light toward a monitoring target area and detects reflected light from an object with respect to the measurement light at each predetermined scanning angle,
A distance calculating step for calculating a distance from the scanning distance measuring device to the object based on a predetermined correlation between the measurement light and the reflected light for each predetermined scanning angle;
When the distance data calculated in the distance calculation step and indicating the inside of the monitoring target area exists in a plurality of adjacent scanning angle directions, the difference between the distance data in the adjacent scanning angle directions is equal to or less than the first threshold value. Generate a group in which a plurality of distance data is collected, and generate a group in which any value from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data is set as the representative distance of the group Processing steps;
The number of distance data included in the group generated in the group generation processing step or the object detection width defined by the maximum scanning angle is equal to or larger than the number indicating the minimum object detection width preset according to the representative distance or scanning. A monitoring object determination step for determining that the monitoring object exists when the angle is equal to or greater than the angle;
As a result of the determination in the monitoring object determination step for a plurality of adjacent groups, when it is determined that there is no monitoring object, a new group is created by combining the two adjacent groups, and the new A group integration processing step of setting any value from the average value or median value of the distance data included in the group to the maximum value of the distance data as the representative distance of the new group;
When it is determined that the monitoring target exists as a result of the monitoring target determination step for the group generated in the group generation processing step or the group integration processing step, a monitoring target detection signal indicating that is present A signal output step to output;
With
The group integration processing step is a signal processing method for a scanning distance measuring apparatus that generates two new adjacent groups by maximizing the number of distance data.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104655161B (en) 2013-11-21 2017-05-10 科沃斯机器人股份有限公司 Distance measuring device and method of distance measuring device to find distance measuring initial point
WO2015157341A1 (en) 2014-04-07 2015-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. High resolution, high frame rate, low power image sensor
JP6505470B2 (en) * 2015-02-27 2019-04-24 株式会社デンソー Noise removal method and object recognition apparatus
JP6530685B2 (en) * 2015-09-15 2019-06-12 株式会社デンソーアイティーラボラトリ Object detection apparatus, object detection system, object detection method and object detection program
JP6696207B2 (en) * 2016-02-18 2020-05-20 株式会社明電舎 Overhead position measuring device and overhead line position measuring method
JP6694746B2 (en) * 2016-03-31 2020-05-20 セコム株式会社 Object detection sensor
JP6660228B2 (en) * 2016-03-31 2020-03-11 セコム株式会社 Object detection sensor
JP6812776B2 (en) * 2016-12-14 2021-01-13 アイシン精機株式会社 Distance measurement sensor
US11592556B2 (en) 2017-02-17 2023-02-28 Hokuyo Automatic Co., Ltd. Object capturing device, capture target, and object capturing system
WO2019181692A1 (en) * 2018-03-19 2019-09-26 日本電産株式会社 Distance measurement device and moving body
JP7213104B2 (en) 2019-02-27 2023-01-26 三菱重工業株式会社 Unmanned aerial vehicles and inspection methods
JP2021043838A (en) * 2019-09-13 2021-03-18 パイオニア株式会社 Information processing device, control method, program and storage medium
JP7406350B2 (en) * 2019-11-15 2023-12-27 日本信号株式会社 Object detection device and object detection program

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3564800B2 (en) * 1994-08-30 2004-09-15 株式会社デンソー Distance measuring device
JP3229558B2 (en) * 1997-02-21 2001-11-19 三菱電機株式会社 Inter-vehicle distance detection device
JP5092076B2 (en) * 2007-10-26 2012-12-05 オプテックス株式会社 Laser area sensor
JP5246430B2 (en) * 2009-08-19 2013-07-24 株式会社Ihi Obstacle detection method and apparatus
JP6040444B2 (en) * 2011-03-24 2016-12-07 北陽電機株式会社 Scanning distance measuring device signal processing device, signal processing method, and scanning distance measuring device

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