JP2001318148A - 全方位光波測距計および走行制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水平方向に対して全方位測定可能な全方位光
波測距計およびその全方位光波測距計用いた移動体の走
行制御システムを提供する。 【解決手段】出力光を第１の方向に出力し、障害物によ
る出力光の反射光を検出し、出力光と反射光を用いて障
害物までの距離を測定する光波測距計と、回転軸の中心
部は中空であり、回転軸の軸方向は第１の方向と同じで
ある中空モーターと、回転軸の外周部に接続され、予め
定められた基準方向からの回転軸の回転角を測定する角
度測定部と、回転軸の軸方向上に設けられ、中空モータ
ーにより回転させられる反射部と、ここで、反射部は回
転軸の軸方向に対して所定の傾斜角を有する反射面部を
有し、反射面部は光波測距計から回転軸の中心部を介し
て入射された出力光を第２の方向に出力し、第２の方向
と反対方向から入射される反射光を第１の方向と反対方
向に出力し、また、この反射光は回転軸の中心部を介し
て光波測距計に入射され、光波測距計で求められた距離
と角度測定部で求められた回転角から障害物の位置を検
出する検出部とからなる全方位光波測距計を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全方位光波測距計
およびその全方位光波測距計を用いた走行制御システム
に関し、さらに詳しくは平面上での全方位方向に対して
障害物までの距離を測定可能な全方位光波測距計および
その全方位光波測距計を用いた走行制御システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】移動体の無人運転制御システムが広く利
用されている。

【０００３】この移動体の無人運転制御システムは、磁
気誘導方式、または光誘導方式が用いられている。これ
らの方式による移動体の無人誘導システムでは、移動体
側から見て相手側によって発せられた磁場および光信号
を用いて移動体が制御されている。このため、移動体の
運行範囲は相手側の設備が設置されている範囲内に限定
される。移動体の運行範囲が限定されない移動体の無人
運転制御システムが望まれている。

【０００４】また、移動体の無人運転制御システムに
は、超音波誘導方式も用いられている。この方式による
移動体の無人運転制御システムは、移動体に超音波発生
装置と超音波受信装置が配置されており、その超音波発
生装置から出力された超音波の反射波を測定することに
より、障害物を検出する。この場合、移動体の運行範囲
は限定されない。また、誘導に用いられる超音波の発散
角が広いために、障害物が隣接して配置されている場
合、計測誤差を生じ易い。

【０００５】移動体の運行範囲が限定されない移動体の
無人運転制御システムであって、上記計測誤差を生じさ
せないものとして、全方位光波距離計が設置された移動
体の無人運転制御システムが用いられている。

【０００６】図１４は、移動体の無人運転制御システム
に用いられている、第１の従来技術による全方位光波測
距計を示す。

【０００７】この第１の従来技術による全方位光波測距
計は、モーター１０１上部にロータリーエンコーダ１０
２が配置されている。ロータリーエンコーダ１０２の上
部に固定部材１０３が配置されている。ロータリーエン
コーダ１０２および固定部材１０３の中心部を貫通し
て、モーター１０１の回転軸部１０４が配置されてい
る。

【０００８】回転軸部１０４上に測距部１０６が固定さ
れている。測距部１０６の側面中央部近傍には、凸レン
ズである対物レンズ１１０，対物レンズ１１１が固定さ
れている。ここで、対物レンズ１１０の軸の方向と対物
レンズ１１１の軸の方向は同じである。また、対物レン
ズ１１０の軸の方向と対物レンズ１１１の軸の方向は回
転軸中心１０５に対してほぼ垂直である。測距部１０６
内部の対物レンズ１１０の軸上であって、回転軸部１０
４の回転軸中心１０５上に発光素子１０８は配置されて
いる。測距部１０６内部の対物レンズ１１１の軸上であ
って、回転軸部１０４の回転軸中心１０５上に受光素子
１０９は配置されている。測距部１０６内部に距離計測
部１０７は設けられている。距離計測部１０７は、発光
素子１０８および受光素子１０９と接続されている。

【０００９】この第１の従来技術による全方位光波測距
計の機能を説明する。

【００１０】モーター１０１は、回転軸部１０４を回転
させる機能を有する。

【００１１】ロータリーエンコーダ１０２は、回転軸部
１０４に対して、基準方向からの回転角を取得する機能
を有する。

【００１２】回転軸部１０４は、測距部１０６を回転軸
中心１０５を回転中心として回転させる機能を有する。

【００１３】測距部１０６は、障害物１１４までの距離
を測定する機能を有する。

【００１４】発光素子１０８は、出力光１１２を出力す
る機能を有する。

【００１５】対物レンズ１１０は、発光素子１０８から
出力された出力光１１２を対物レンズ１１０の軸に平行
な光として出力する機能を有する。

【００１６】対物レンズ１１１は、対物レンズ１１０か
ら出力された出力光１１２を反射可能な障害物１１４に
よって反射されて得られた反射光１１３を受光素子１０
９に集光する機能を有する。受光素子１０９は、対物レ
ンズ１１１で集光された反射光１１３の強度が一定値以
上の場合、その反射光１１３を取得して測距に利用す
る。また、受光素子１０９には受光光量調整機構が設け
られている。

【００１７】距離計測部１０７は、発光素子１０８から
出力される出力光１１２と、受光素子１０９で受光され
る反射光１１３との位相差から障害物１１４までの距離
を求める機能を有する。

【００１８】この第１の従来技術による全方位光波測距
計は、モーター１０１の回転軸部１０４に対して垂直な
面上にある障害物１１４までの距離を取得することが可
能である。更に、ロータリーエンコーダ１０２で取得さ
れた回転角を参照すると、障害物１１４の位置を取得す
ることも可能である。

【００１９】また、この第１の従来技術による全方位光
波測距計は、精密機器である測距部１０６が測距中常に
回転している構造である。

【００２０】他に、移動体の無人運転制御システムに用
いられている、第２の従来技術による全方位光波測距計
を図１５に示す。

【００２１】第２の従来技術による全方位光波測距計
は、固定台１１５上に距離計測部１１６が固定されてい
る。固定台１１５上部に凸レンズである対物レンズ１１
９および対物レンズ１２０が設けられている。対物レン
ズ１１９の軸の方向と対物レンズ１２０の軸の方向は同
じである。また、１１９の軸と対物レンズ１２０の軸と
の中間の軸を光軸１２２とする。

【００２２】対物レンズ１１９の下部であって、対物レ
ンズ１１９の軸上に発光素子１１７が設けられている。
また、発光素子１１７は、発光素子１１７から出力され
た出力光１２９が対物レンズ１１９によって対物レンズ
１１９の軸に平行な光となる位置に配置されている。

【００２３】対物レンズ１２０の下部であって、対物レ
ンズ１２０の軸上に受光素子１１８が設けられている。
また、受光素子１１８は、受光素子１１８から出力され
た光が対物レンズ１２０によって対物レンズ１２０の軸
に平行な光となる位置に配置されている。

【００２４】また、固定台１１５上に支柱部１２１が固
定されている。

【００２５】支柱部１２１の上部であって、対物レンズ
１１９および対物レンズ１２０の上方に上部固定部１２
３が固定されている。この上部固定部１２３の下面部は
光軸１２２に対して垂直である。

【００２６】上部固定部１２３下面部にモーター１２４
の上部が固定されている。モーター１２４の下部にロー
タリーエンコーダ１２５が接続されている。

【００２７】また、ロータリーエンコーダ１２５を貫通
してモーター１２４の回転軸部１２６が下方に伸びてい
る。ここで、回転軸部１２６の回転軸中心と光軸１２２
とが一致するようにモーター１２４は上部固定部１２３
に固定されている。

【００２８】モーター１２４の下端部は、回転部１２７
に固定されている。

【００２９】回転部１２７の下面部には反射ミラー１２
８が固定されている。反射ミラー１２８は対物レンズ１
１９および対物レンズ１２０の上方に配置されている。
また、反射ミラー１２８の中央部で光軸１２２と交差す
る。さらに反射ミラー１２８の下面部は光を反射し、光
軸１２２に対してほぼ４５度の角度をなす。

【００３０】この第２の従来技術による全方位光波測距
計の機能を説明する。

【００３１】モーター１２４は、回転軸部１２６を回転
させる機能を有する。

【００３２】ロータリーエンコーダ１２５は、回転軸部
１２６に対して、基準方向からの回転角を取得する機能
を有する。

【００３３】回転軸部１２６は、回転部１２７を光軸１
２２を回転中心として回転させる機能を有する。

【００３４】発光素子１１７は、出力光１２９を出力す
る機能を有する。

【００３５】対物レンズ１１９は、発光素子１１７から
出力された出力光１２９を対物レンズ１１９の軸に平行
な光として出力する機能を有する。

【００３６】反射ミラー１２８は、対物レンズ１１９の
進行方向を光軸１２２に対して垂直な方向に変え、出力
光１２９を反射可能な障害物１３１によって反射されて
得られた、光軸１２２に対して垂直な方向から入射した
反射光１３０の進行方向を光軸１２２に対して垂直下向
きに変える機能を有する。

【００３７】対物レンズ１２０は、反射光１３０を受光
素子１１８に集光する機能を有する。

【００３８】受光素子１１８は、対物レンズ１２０で集
光された反射光１３０の強度が一定値以上の場合、その
反射光１３０を取得して測距に利用する。また、受光素
子１１８には受光光量調整機構が設けられている。

【００３９】距離計測部１０７は、発光素子１０８から
出力される出力光１１２と、受光素子１０９で受光され
る反射光１１３との位相差から障害物１１４までの距離
を求める機能を有する。

【００４０】この第２の従来技術による全方位光波測距
計は、光軸１２２に対して垂直な面上にある障害物１３
１までの距離を取得することが可能である。更に、ロー
タリーエンコーダ１２５で取得された回転角を参照する
と、障害物１３１の位置を取得することも可能である。

【００４１】また、この第２の従来技術による全方位光
波測距計は、支柱部１２１が障害となって、光軸１２２
に対して垂直な全ての方向に対して、障害物１３１を検
出することができない。

【００４２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水平
方向に対して、全方位測定可能な全方位光波測距計を提
供することにある。

【００４３】また、本発明の目的は、精密機械部分が固
定された全方位測定可能な全方位光波測距計を提供する
ことにある。

【００４４】さらに本発明の目的は、全方位測定可能な
全方位光波測距計を用いた移動体の走行制御システムを
提供することにある。

【００４５】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧（）付きで、番号、記号
等が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応
の技術的事項と実施の複数・形態のうち少なくとも１つ
の技術的事項との一致・対応関係を明白にしているが、
その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技術的事項
に限定されることを示すためのものではない。

【００４６】上記の課題を解決するために、本発明によ
ると、光を反射する障害物の位置を検出する全方位光波
測距計であって、出力光（１９）を第１の方向（１６）
に出力し、障害物（２１）による反射によって得られる
出力光（１９）の反射光（２０）を検出し、出力光（１
９）と反射光（２０）を用いて障害物までの距離を測定
する光波測距計（２）と、回転軸（９）の中心部（１
０）は中空である中空モーター（８）と、ここで、回転
軸（９）の軸方向（１６）は第１の方向（１６）と実質
的に同じであり、回転軸（９）の外周部に接続され、予
め定められた基準方向からの回転軸（９）の回転角を測
定する角度測定部（１１）と、回転軸（９）の軸方向
（１６）上に設けられ、中空モーター（８）により回転
させられる反射部（１４）と、ここで、反射部（１４）
は回転軸（９）の軸方向（１６）に対して所定の傾斜角
を有する反射面部（１５）を有し、反射面部（１５）は
光波測距計（２）から回転軸（９）の中心部（１０）を
介して入射された出力光（１９）を反射して第２の方向
に出力し、第２の方向と反対方向から入射される反射光
（２０）を反射して第１の方向（１６）と反対方向に出
力し、また、この反射光（２０）は回転軸（９）の中心
部（１０）を介して光波測距計（２）に入射され、光波
測距計（２）で求められた距離と角度測定部（１１）で
求められた回転角から障害物（２１）の位置を検出する
検出部（１７）とからなる全方位光波測距計を提供す
る。

【００４７】上記の全方位光波測距計において、障害物
（２１）を測定可能な測定領域を示す領域データを格納
する格納部（２５）をさらに有し、検出部（１７）は、
領域データに含まれる領域内で測定された障害物（２
１）の位置のみ検出することが可能である。

【００４８】上記の全方位光波測距計において、基準方
向からの角度範囲を示す角度範囲データを格納する格納
部（２５）をさらに有し、中空モーター（８）は、角度
範囲データに含まれる基準方向からの角度範囲内で回転
軸（９）の回転を制御することも可能である。

【００４９】また、上記の課題を解決するために、本発
明によると、少なくとも１つの上記の全方位光波測距計
（Ａ）と、少なくとも１つの上記の全方位光波測距計
（Ａ）が取り付けられた移動体（Ｂ）と、障害物の位置
に基づいて移動体の運行を制御する制御部（１７、２
２）とからなる走行制御システムを提供する。

【００５０】上記の走行制御システムであって、少なく
とも１つの全方位光波測距計（Ａ）は、移動体（Ｂ）の
全周囲方向に対して障害物（２１）の位置が検出可能と
なるように、移動体（Ｂ）に配置されることが可能であ
る。

【００５１】また、上記の課題を解決するために、本発
明によると、少なくとも１つの上記の全方位光波測距計
（Ａ）と、制御部（１７，２２）と、全方位光波測距計
（Ａ）が取り付けられ、移動体（Ｂ）の現在の走行状態
を示す現在走行データを取得して制御部（１７，２２）
に送信する移動体（Ｂ）と、移動体（Ｂ）の走行状態を
示す複数の走行データに対応する複数の測定領域データ
を格納する格納部（２５）とからなり、制御部（１７，
２２）は、複数の領域データから現在走行データに対応
する測定領域データを選択し、現在走行データに対応す
る測定領域データと全方位光波測距計（Ａ）によって検
出された障害物（２１）の位置とに基づいて移動体
（Ｂ）の運行を制御する走行制御システムを提供する。

【００５２】上記の走行制御システムであって、測定領
域データは全方位光波測距計が光を反射する障害物の有
無を検出すべき領域で示されることが可能である。

【００５３】上記の走行制御システムであって、測定領
域データは、基準方向からの角度範囲を示す角度範囲デ
ータからなり、全方位光波測距計（Ａ）は、角度範囲デ
ータで示される角度範囲内で検出される障害物（２１）
の位置のみ検出することも可能である。

【００５４】上記の走行制御システムであって、移動体
（Ｂ）は、移動体（Ｂ）の現在の走行位置を取得する位
置測定手段（４９）をさらに有し、ここで、現在走行デ
ータは移動体の現在の走行位置からなり、走行データ
は、移動体（Ｂ）の走行位置からなることも可能であ
る。

【００５５】上記の走行制御システムであって、移動体
（Ｂ）は、移動体（Ｂ）の現在の走行方向を取得する走
行方向測定手段（５０）をさらに有し、ここで、現在走
行データは移動体（Ｂ）の現在の走行方向からなり、走
行データは、移動体（Ｂ）の走行方向からなることも可
能である。

【００５６】上記の走行制御システムであって、移動体
（Ｂ）は、移動体（Ｂ）の現在の走行位置を測定する位
置測定手段（４９）と、移動体の現在の走行方向を測定
する走行方向測定手段（５０）とをさらに有し、ここ
で、現在走行データは移動体（Ｂ）の現在の走行位置と
移動体（Ｂ）の現在の走行方向からなり走行データは、
移動体（Ｂ）の走行位置と移動体（Ｂ）の走行方向から
なることも可能である。

【００５７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明にお
ける全方位光波測距計を説明する。

【００５８】図１は、本発明における全方位光波測距計
Ａを示す。

【００５９】本発明における全方位光波測距計Ａは、固
定台１上に測距部２が固定されている。測距部２の中央
部近傍の上面部には、凸レンズである対物レンズ６，対
物レンズ７が固定されている。ここで、対物レンズ６の
軸の方向と対物レンズ７の軸の方向は同じである。測距
部２内部の対物レンズ６の軸上であって、対物レンズ６
の軸と平行な光が上方から対物レンズ６に入射された場
合の、その光がなす焦点近傍に発光素子４は配置されて
いる。測距部２内部の対物レンズ７の軸上であって、対
物レンズ７の軸と平行な光が上方から対物レンズ７に入
射された場合の、その光がなす焦点近傍に受光素子５は
配置されている。測距部２内部に距離計測部３は設けら
れている。距離計測部３は、発光素子４および受光素子
５と接続されている。

【００６０】測距部２上に中空モーター８が配置されて
いる。中空モーター８の回転軸部９は測距部２に対して
回転自在である。また、回転軸部９の回転軸と、光軸中
心１６とが一致するように中空モーター８は配置され
る。ここで、光軸中心１６は、対物レンズ６の軸と対物
レンズ７の軸の中心で示される。回転軸部９の内部に
は、光を透過することが可能な中空部分１０が設けられ
ている。また、中空部分１０の下部では、回転軸部９の
回転に関係なく常に対物レンズ６および対物レンズ７が
露出されるように中空モーター８は配置される。また、
この回転軸部９は上方に伸びている。中空モーター８の
上部にロータリーエンコーダ１１が設けられている。こ
の中空モーター８は中心部に回転軸部９とほぼ等しい大
きさの中空部分（図示せず）を有し、この中空部分の内
側が回転軸部９の外周部分にほぼ一致するように配置さ
れる。また、回転軸部９の直上部には取り付け台１３が
固定されている。ここで、取り付け台１３の上面部は、
光軸中心１６に対して実質的に垂直な面をなす。また、
取り付け台１３は回転軸部９の回転に応じて回転する。
さらに、取り付け台１３は中空部分１０とほぼ等しい大
きさの中空部分（図示せず）を有し、その中空部分と中
空部分１０とが一致するように配置される。

【００６１】また、図２に示すように、測距部２、中空
モーター８およびロータリーエンコーダ１１を覆うよう
に保護部材１２が設けられている。保護部材１２の底部
は固定台１に固定されている。

【００６２】取り付け台１３上に光入出力部１４が配置
されている。光入出力部１４の底面部には、中空部分１
０とほぼ等しい大きさの中空部分（図示せず）を有す
る。その中空部分と中空部分１０とが一致するように光
入出力部１４の底面部は取り付け台１３に固定されてい
る。

【００６３】光入出力部１４の内部に反射ミラー１５が
配置されている。反射ミラー１５の下面部は、光を反射
する。反射ミラー１５の下面部と光軸中心１６とのなす
角度がほぼ４５度となるように反射ミラー１５は光入出
力部１４に固定されている。また、光入出力部１４の底
面部の中空部分と反射ミラー１５との間は光を透過する
ことが可能な中空部分（図示せず）からなる。

【００６４】光入出力部１４の底面部に垂直な面部であ
って、光軸中心１６に平行な光が反射ミラー１５の下面
部で反射するときのその光の反射方向に光入出力部１４
の光入出力面部が設けられる。この光入出力部１４の光
入出力面部は、中空部分１０とほぼ等しいまたは中空部
分１０より大きい大きさの中空部分（図示せず）を有す
る。この中空部分の中心は光軸中心１６を進行する光が
反射ミラー１５の下面部での反射によって変更された進
行方向にほぼ一致するように設けられることが望まし
い。また、光入出力部１４の光入出力面部の中空部分と
反射ミラー１５との間は光を透過することが可能な中空
部分（図示せず）からなる。

【００６５】光入出力部１４の上面部、および光入出力
部１４の光入出力面部を除く側面部は光を通さない材料
から形成される。このことから、光入出力部１４は、光
入出力部１４下面部から入射された光軸中心１６と平行
な光を光入出力部１４の光入出力面部から光軸中心１６
とほぼ垂直な方向に出力する。また、光入出力部１４
は、光入出力部１４の光入出力面部から入射された光軸
中心１６とほぼ垂直な方向の光を光入出力部１４下面部
から光軸中心１６と平行な方向に出力する。

【００６６】また、計測制御部１７を有し、距離計測部
３、ロータリーエンコーダ１１および後述する中空モー
ター駆動回路１８と接続されている。中空モーター駆動
回路１８は、中空モーター８および計測制御部１７と接
続されている。

【００６７】次に、本発明における全方位光波測距計Ａ
の機能を説明する。

【００６８】測距部２は、障害物２１までの距離を測定
する機能を有する。

【００６９】発光素子４は、出力光１９を出力するため
に発光する機能を有する。

【００７０】対物レンズ６は、発光素子４から出力され
た出力光１９の進行方向を光軸中心１６に平行とする機
能を有する。

【００７１】反射ミラー１５は、光軸中心１６に平行な
出力光１９を反射して、出力光１９の進行方向を光軸中
心１６に垂直な方向に変更する機能を有する。また反射
ミラー１５は、光軸中心１６に垂直な方向に進行する出
力光１９を反射させる障害物２１によって反射させられ
て得られる反射光２０を反射して、反射光２０の進行方
向を光軸中心１６に平行な方向に変更する機能を有す
る。

【００７２】対物レンズ７は、光軸中心１６に平行な反
射光２０を受光素子５に集光する機能を有する。

【００７３】受光素子５は、集光された反射光２０の強
度が一定値以上の場合、その反射光２０を受光して測距
に利用する。また、受光素子５には受光光量調整機構が
設けられている。

【００７４】距離計測部３は、発光素子４から出力され
る時の出力光１９と、受光素子５で受光され、光の強度
が一定値以上である反射光２０から位相差を取得し、そ
の位相差から求められた光の行路長を用いて、光軸中心
１６から障害物２１までの距離を求める機能を有する。
この求められた距離を示す距離データは計測制御部１７
に送信される。

【００７５】また、中空モーター８は、回転軸部９を回
転させる機能を有する。

【００７６】ロータリーエンコーダ１１は、回転軸部９
に対して、基準方向からの回転角を取得する機能を有す
る。この回転角を示す角度データは計測制御部１７に送
信される。

【００７７】取り付け台１３および光入出力部１４は、
回転軸部９の回転に対応して回転する機能を有する。

【００７８】計測制御部１７は、距離データと角度デー
タから、障害物２１の位置を求める機能を有する。ま
た、計測制御部１７は、距離計測部３を制御する機能を
有する。さらに計測制御部１７は、中空モーター駆動回
路１８を介して中空モーター８を制御する機能を有す
る。

【００７９】中空モーター駆動回路１８は、計測制御部
１７からの制御信号に応答して、中空モーター８を制御
する機能を有する。

【００８０】次に、本発明における全方位光波測距計Ａ
の動作を説明する。

【００８１】まず、計測制御部１７は距離計測部３を動
作させるための信号を距離計測部３に出力する。距離計
測部３は、この信号を受けて動作を開始する。距離計測
部３は、発光素子４に対して出力光１９を出力させる。
また、受光素子５は、障害物２１からの反射光２０を受
光する。ここで、受光素子５で受光される反射光２０が
所定の強度以上の場合、距離計測部３は出力光１９とこ
の所定の強度以上の反射光２０との位相差を用いて、こ
の光の行路長を求める。この求められた行路長の半分か
ら内部校正行路を減算することにより、光軸中心１６か
ら障害物２１までの距離を求める。この内部校正行路に
は、光軸中心１６と反射ミラー１５下面部との交点と、
光軸中心１６上であって発光素子４および受光素子５と
の中間点との距離が含まれる。距離計測部３は、この距
離が求められると、この距離を示す距離データを計測制
御部１７に送信する。

【００８２】また、計測制御部１７は中空モーター８を
動作させるための信号を中空モーター駆動回路１８に送
信する。中空モーター駆動回路１８はその信号を受けて
中空モーター８を動作させる。このとき、中空モーター
８は回転軸部９上の予め定められた点または線が光軸中
心１６に対してなす方向とロータリーエンコーダ１１の
基準方向とが一致するまで回転軸部９を回転させる。上
記両者の方向が一致した場合、中空モーター８は回転軸
部９の回転を開始させる。ロータリーエンコーダ１１
は、回転軸部９に対するその基準方向からの回転角を示
す角度データを取得して計測制御部１７に送信する。

【００８３】計測制御部１７は、送信された距離データ
と角度データから、全方位光波測距計Ａに対する障害物
２１の位置を求める。この場合、距離計測部３およびロ
ータリーエンコーダ１１での測定タイミングが等しい距
離データと角度データを用いて障害物２１の位置が求め
られることが望ましい。

【００８４】また、本発明の全方位光波測距計Ａの第１
の変形例として、反射ミラー１５の下面部と、光軸中心
１６とのなす角度をαとすると、０度＜α＜９０度の範
囲から選択された角度で反射ミラー１５は光入出力部１
４に固定される。この場合、距離計測部３で求められた
距離データは、光軸中心１６に対して垂直な方向の成分
（第１の成分）と光軸中心１６に対して平行な方向の成
分（第２の成分）を有する。この第１の成分と第２の成
分は計測制御部１７で求められる。この場合、距離デー
タで示される距離をＲ、第１の成分をＨ、第２の成分を
Ｖとすると、 Ｈ＝Ｒｓｉｎ２α，Ｖ＝Ｒｃｏｓ２α で表される。ここで、Ｖは、上方を正とする。

【００８５】また、本発明の全方位光波測距計Ａの第２
の変形例として、反射ミラー１５は光入出力部１４に対
して動的に配置されている。反射ミラー１５の下面部
と、光軸中心１６とのなす角度をαとすると、反射ミラ
ー１５は０度＜α＜９０度の間で可動する。この場合、
光入出力部１４はこの角度αを測定する角度測定部（図
示せず）をさらに有する。この角度測定部は、計測制御
部１７と接続され、現在の角度αを計測制御部１７に送
信する機能をも有する。また、距離計測部３で求められ
た距離データは、光軸中心１６に対して垂直な方向の成
分（第１の成分）と光軸中心１６に対して平行な方向の
成分（第２の成分）を有する。この第１の成分と第２の
成分は計測制御部１７で求められる。この場合、距離デ
ータで示される距離をＲ、第１の成分をＨ、第２の成分
をＶとすると、 Ｈ＝Ｒｓｉｎ２α，Ｖ＝Ｒｃｏｓ２α で表される。ここで、Ｖは、上方を正とする。

【００８６】また、本発明の全方位光波測距計Ａの実施
形態では、測距部２は２つの対物レンズ６，７を用いる
光波測距計から構成されている。他に、測距部２とし
て、対物レンズ６，７に対応するレンズ部分が単眼２分
割、１つのレンズによる同軸構造およびその他の従来知
られた構造からなる光波測距計が用いられることも可能
である。

【００８７】上記に示すように、本発明の全方位光波測
距計は、水平方向全方位に対して、障害物の位置を検出
することが可能であるという効果を有する。

【００８８】また、本発明の全方位光波測距計は、精密
機械部分が固定されているために、精密機械自体が動く
ことによって生じる誤差が発生しないという効果を有す
る。

【００８９】次に、本発明の全方位光波測距計Ａを用い
た移動体の走行制御システムを以下に示す。

【００９０】本発明の全方位光波測距計Ａを用いた移動
体の走行制御システムの第１の実施形態を以下に示す。

【００９１】図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明に
おける走行制御システムの第１の実施形態を示し、図３
（ａ）は上面図および図３（ｂ）は側面図を示す。本発
明における走行制御システムの第１の実施形態は、移動
体Ｂ上に全方位光波測距計Ａが設けられている。また、
全方位光波測距計Ａは制御部２２と接続されている。

【００９２】図４は、本発明における走行制御システム
の第１の実施形態を示すブロック図である。

【００９３】全方位光波測距計Ａは、図１で示されるも
のと同じである。ここで、計測制御部１７は、位置計測
部２３、制御部２４、メモリ２５から構成される。

【００９４】位置計測部２３は、距離計測部３、ロータ
リーエンコーダ１１、中空モーター駆動回路１８、制御
部２２および位置計測部２３と接続されている。

【００９５】制御部２４は、制御部２２および位置計測
部２３と接続されている。

【００９６】メモリ２５は、制御部２４と接続されてい
る。また、メモリ２５は電源２６と接続されている。こ
の電源２６の他端は接地２７と接続されている。

【００９７】次に、本発明における走行制御システムの
第１の実施形態の機能を示す。

【００９８】制御部２２は、移動体Ｂの走行を制御する
機能を有する。

【００９９】位置計測部２３は、障害物２１の位置を求
める機能を有する。この障害物２１の位置は、後述する
測定方位角データで示される方位角の範囲内で得られた
もののみ求められる。また、後述するメモリ２５に格納
された障害物検出領域を示す領域データと、求められた
障害物２１の位置を示す位置データに基づいて、制御部
２２に緊急停止を求める警報信号３４を発する機能を有
する。

【０１００】制御部２４は、制御部２２から入力された
外部制御信号２８に応じて、全方位光波測距計Ａ全体の
動作を制御する機能を有する。

【０１０１】メモリ２５は、上記領域データを格納す
る。この領域データは移動体Ｂの走行状況に対応して設
定される。また、メモリ２５は、測定方位データを格納
する。この測定方位データもまた移動体Ｂの走行状況に
対応して設定される。ここで、メモリ２５と接続されて
いる電源２６からの電力が常に供給されるために、メモ
リ２５に格納されているデータは消去されない。

【０１０２】ここで、上記の実施形態によると、制御部
２４、メモリ２５、電源２６および接地２７は全方位光
波測距計Ａの計測制御部１７に含まれていが、これらは
制御部２２に含まれる構成も可能である。また、これら
は全方位光波測距計Ａの計測制御部１７に含まれず、制
御部２２および全方位光波測距計Ａと接続される構成も
可能である。

【０１０３】次に、本発明における走行制御システムの
第１の実施形態の動作を示す。

【０１０４】図５は、本発明における走行制御システム
の第１の実施形態の動作を示す。

【０１０５】ステップＳ１０１で、移動体Ｂの経路が決
定される。

【０１０６】ステップＳ１０２で、その経路上であっ
て、移動体Ｂの速度または進行方向を変更する地点を示
す変更点（中間点）が決定される。

【０１０７】ステップＳ１０３で、その経路上で隣接す
る起点、中間点および終点間の距離が求められる。

【０１０８】ステップＳ１０４で、起点および中間点で
の移動体Ｂの動作を示す第１のデータを取得する。この
移動体Ｂの動作には、速度の変更、進行方向の変更、お
よび転回運動が含まれる。

【０１０９】ステップＳ１０５で、隣接する地点間での
移動体Ｂの速度を示す第２のデータを取得する。

【０１１０】ステップＳ１０６で、取得された第１のデ
ータおよび第２のデータの各々で示される移動体Ｂの動
作状態に対応して、全方位光波測距計Ａで障害物を検出
すべき領域が設定される。ここで設定された各領域に対
応する領域データは、第１のデータおよび第２のデータ
と対応させてメモリ２５に記録される。また、上記移動
体Ｂの各動作状態に対応して、全方位光波測距計Ａで障
害物を検出すべき方位角の範囲が設定される。ここで設
定された各方位角の範囲に対応する測定方位角データ
は、第１のデータおよび第２のデータと対応させてにメ
モリ２５に記録される。

【０１１１】ステップＳ１０７で、移動体Ｂは上記経路
上を運行を開始する。同時に移動体Ｂは全方位光波測距
計Ａを起動させるための外部制御信号２８を制御部２４
に通知する。制御部２４はこの外部制御信号２８を受け
て位置計測部２３を起動させる。起動した位置計測部２
３は、距離計測部３に測距部制御信号２９を送信し、ま
た中空モーター駆動回路１８にモーター制御信号３０を
送信する。距離計測部３は測距部制御信号２９に応答し
て測距を開始する。距離計測部３は、光軸中心１６から
障害物２１までの距離が求められると、この距離を示す
距離データ３１を計測制御部１７に送信する。中空モー
ター駆動回路１８はモーター制御信号３０に応答して中
空モーター８を駆動させる。同時に中空モーター８は回
転軸部９上の予め定められた点または線が光軸中心１６
に対してなす方向とロータリーエンコーダ１１の基準方
向とが一致するまで回転軸部９を回転させる。上記両者
の方向が一致した場合、中空モーター８は回転軸部９の
回転を開始させる。ロータリーエンコーダ１１は、回転
軸部９に対するその基準方向からの回転角を示す角度デ
ータ３２を取得して位置計測部２３に送信する。位置計
測部２３は、この距離データ３１と角度データ３２から
障害物２１の位置を示す位置データ３３を求める。

【０１１２】ステップＳ１０８で、制御部２２は移動体
Ｂの運行状態を示す運行データを制御部２４に通知す
る。制御部２４はこの運行データでメモリ２５を検索し
て、対応する領域データおよび測定方位角データを位置
計測部２３に通知する。位置計測部２３は、通知された
測定方位角データで示される方位角の範囲内で測定され
た障害物２１のみ位置データ３３を求める。

【０１１３】ステップＳ１０９で、位置データ３３で示
される位置が領域データで示される領域内である場合、
ステップＳ１１０を実行する。また、位置データ３３で
示される位置が領域データで示される領域内である場
合、または距離計測部３が位置データ３３を取得できな
い場合は、ステップＳ１０８以下を反復して実行する。

【０１１４】ステップＳ１１０で、位置計測部２３は警
報信号３４を制御部２２に通知する。制御部２２は警報
信号３４を受けて移動体Ｂを緊急停止させる。

【０１１５】また、上記動作の変形例として、ステップ
Ｓ１０７およびステップＳ１０８で、位置計測部２３
は、求められた位置データ３３を制御部２２に通知する
ことも可能である。この場合、制御部２２はこの位置デ
ータ３３を参照して移動体Ｂの運行状態を変更すること
も可能となる。

【０１１６】次に、本発明における走行制御システムの
第１の実施形態での走行制御を示す。

【０１１７】まず、測定方位角データの設定手段を以下
に示す。

【０１１８】図６は、移動体Ｂが走行する、予め定めら
れた経路を示す。

【０１１９】移動体Ｂの経路は以下に示すように設定さ
れている。移動体Ｂは、まず起点３６から中間点３７、
中間点３８、中間点３９および中間点４０を経由して折
り返し点４１に至る。次に移動体Ｂは折り返し点４１で
反転し、中間点４０、中間点３９、中間点３８および中
間点３７を経由して起点３６に戻る。移動体Ｂは、中間
点３７、中間点３８、中間点３９および中間点４０で進
行方向を変える。また、起点３６と中間点３７との間の
第１の距離４２、中間点３７と中間点３８との間の第２
の距離４３、中間点３８と中間点３９との間の第３の距
離４４、中間点３９と中間点４０との間の第４の距離４
５、中間点４０と折り返し点４１との間の第５の距離４
６は予め測定されている。

【０１２０】移動体Ｂが上記経路を走行する場合、全方
位光波測距計Ａが障害物を測定する方位角の範囲は以下
に示すように設定される。ここで、移動体Ｂの進行方向
に対する右回り方向を正の方向とする。

【０１２１】移動体Ｂが直進する場合、全方位光波測距
計Ａが障害物を測定する方位の範囲は移動体Ｂの進行方
向に対して−９０度から＋９０度の範囲に設定される。
ここで、移動体Ｂが起点３６から中間点３７に向かう場
合、中間点３７から中間点３８に向かう場合、中間点３
８から中間点３９に向かう場合、中間点３９から中間点
４０に向かう場合、中間点４０から折り返し点４１に向
かう場合、折り返し点４１から中間点４０に向かう場
合、中間点４０から中間点３９に向かう場合、中間点３
９から中間点３８に向かう場合、中間点３８から中間点
３７に向かう場合、および移動体Ｂが中間点３７から起
点３６に向かう場合、移動体Ｂは直進する。

【０１２２】移動体Ｂが９０度左折する場合、全方位光
波測距計Ａが障害物を測定する方位の範囲は移動体Ｂの
進行方向に対して−１８０度から＋９０度の範囲に設定
される。ここで、移動体Ｂが起点３６から折り返し点４
１に向かう経路での、移動体Ｂが中間点３７または中間
点４０にいる場合、または移動体Ｂが折り返し点４１か
ら起点３６に向かう経路での、移動体Ｂが中間点３８ま
たは中間点３９にいる場合、移動体Ｂは９０度左折す
る。

【０１２３】移動体Ｂが９０度右折する場合、全方位光
波測距計Ａが障害物を測定する方位の範囲は移動体Ｂの
進行方向に対して−９０度から＋１８０度の範囲に設定
される。ここで、移動体Ｂが起点３６から折り返し点４
１に向かう経路での、移動体Ｂが中間点３８または中間
点３９にいる場合、または移動体Ｂが折り返し点４１か
ら起点３６に向かう経路での、移動体Ｂが中間点３７ま
たは中間点４０にいる場合、移動体Ｂは９０度右折す
る。

【０１２４】移動体Ｂが転回（１８０度回転）する場
合、全方位光波測距計Ａが障害物を測定する方位の範囲
は移動体Ｂに対する全周（−１８０度から＋１８０度）
に設定される。

【０１２５】次に、領域データの設定手段を以下に示
す。

【０１２６】図７は、移動体Ｂが起点３６から中間点３
７に向けて走行する状態を示した図である。

【０１２７】図７を参照すると、移動体Ｂの走行経路近
傍で、移動体Ｂの進行方向と逆方向に進行する移動体Ｄ
が走行している。この移動体Ｄは移動体Ｂと同様に、全
方位光波測距計Ｃが取り付けられている。また、この移
動体Ｄは移動体Ｂと同様の機能を有する。また、移動体
Ｂの走行経路近傍で、障害物４７および障害物４８が配
置されている。

【０１２８】ここで、本実施例では移動体Ｂの車両幅は
2.8mである。また、本実施例では移動体Ｂと移動体Ｄま
たは障害物４７、障害物４８との接触を防止するための
空間距離を1mと設定する。このため、移動体Ｂは、車両
の幅方向の中心から両端部に2.4mずつの領域に移動体Ｄ
または障害物４７、障害物４８がない場合、移動体Ｂは
移動体Ｄまたは障害物４７、障害物４８との衝突を回避
することができる。また、移動体Ｂが起点３６から中間
点３７に向けて走行する場合、時速25kmで走行するとす
る。このとき、移動体Ｂが障害物を検知してから完全に
停止するまでに走行する走行距離は20m必要である。こ
れに信号処理時間による判断の遅れ、必要な空間距離を
考慮すると、移動体Ｂが移動体Ｄまたは障害物４７、障
害物４８を検知してからそれらに衝突することなく停止
するために必要な距離を30mとする。このことから、移
動体Ｂは、起点３６から中間点３７に向けて走行する場
合、車両の幅方向の中心から両端部に2.4mずつであっ
て、移動体Ｂの車両前方30mまでに含まれる領域が領域
データとして設定される。

【０１２９】上記に示すように、領域データは車両のサ
イズと、必要な空間距離とから決定される。

【０１３０】また、測定方位角データが以下に示すよう
に設定されることも可能である。

【０１３１】移動体Ｂが時速25kmで進行方向を直進する
場合、上記に示すように、移動体Ｂが障害物に衝突する
ことなく停止するために必要な距離は30mである。この
場合、移動体Ｂが進行方向を直進する場合、移動体Ｂの
前方30mで移動体Ｂの幅方向の中心から両端部に2.4mず
つの空間距離上での障害物の有無を調べるために、全方
位光波測距計Ａは進行方向から4.57度の角度の幅で障害
物を測定すればよい。この場合、測定方位角データには
この4.57度の角度の幅を示すデータが記録される。

【０１３２】また、進行方向を直進する移動体Ｂが障害
物に衝突することなく停止するために必要な距離は20m
の場合を以下に示す。移動体Ｂの前方20mで移動体Ｂの
幅方向の中心から両端部に2.4mずつの空間距離上での障
害物の有無を調べるために、全方位光波測距計Ａは進行
方向から6.84度の角度の幅で障害物を測定すればよい。
この場合、測定方位角データにはこの4.57度の角度の幅
を示すデータが記録される。

【０１３３】また、進行方向を直進する移動体Ｂが障害
物に衝突することなく停止するために必要な距離は10m
の場合を以下に示す。移動体Ｂの前方10mで移動体Ｂの
幅方向の中心から両端部に2.4mずつの空間距離上での障
害物の有無を調べるために、全方位光波測距計Ａは進行
方向から13.49度の角度の幅で障害物を測定すればよ
い。この場合、測定方位角データにはこの4.57度の角度
の幅を示すデータが記録される。

【０１３４】さらに、進行方向を直進する移動体Ｂが障
害物に衝突することなく停止するために必要な距離はＬ
(m)の場合を以下に示す。移動体Ｂの前方Ｌ(m)で移動体
Ｂの幅方向の中心から両端部にＷ(m)ずつの空間距離上
での障害物の有無を調べるために、全方位光波測距計Ａ
は進行方向からθ度の角度の幅で障害物を測定すればよ
い。ここで、θは以下の式で表される。 θ＝tan^-1（W/L） この場合、測定方位角データにはこのθ度の角度の幅を
示すデータが記録される。

【０１３５】さらに、運行中の移動体Ｂが方向を変える
場合の測定方位角データの例を以下に示す。移動体Ｂは
時速25kmで運行されており、ある地点から進行方向右側
にβ度進路を変更するとする。この場合、測定方位角デ
ータには進行方向左側に4.57度、進行方向右側に4.57+
β度の角度の幅を示すデータが記録される。

【０１３６】次に、本発明の全方位光波測距計Ａを用い
た移動体の走行制御システムの第２の実施形態を以下に
示す。

【０１３７】図８は、本発明における走行制御システム
の第２の実施形態を示すブロック図である。本発明にお
ける走行制御システムの第２の実施形態は、本発明にお
ける走行制御システムの第１の実施形態に加えてＧＰＳ
システム４９とジャイロコンパス５０をさらに有する。

【０１３８】ＧＰＳシステム４９は制御部２４に接続さ
れている。ジャイロコンパス５０は制御部２４に接続さ
れている。

【０１３９】次に、本発明における走行制御システムの
第２の実施形態の機能を示す。

【０１４０】本発明における走行制御システムの第２の
実施形態の機能は、制御部２４、ＧＰＳシステム４９お
よびジャイロコンパス５０以外、本発明における走行制
御システムの第１の実施形態の機能と同様である。

【０１４１】ＧＰＳシステム４９は、移動体Ｂの現在位
置を示す位置データ５１を取得して、その位置データ５
１を制御部２４に送信する機能を有する。

【０１４２】ジャイロコンパス５０は、移動体Ｂの進行
方向を示す方角データ５２を取得して、その方角データ
５２を制御部２４に送信する機能を有する。

【０１４３】制御部２４は、制御部２２から入力された
外部制御信号２８に応じて、全方位光波測距計Ａ全体の
動作を制御する機能を有する。また、制御部２４は、位
置データ５１および方角データ５２を用いて移動体Ｂを
制御するための制御信号３５を制御部２２に通知する機
能を有する。

【０１４４】次に、本発明における走行制御システムの
第２の実施形態の動作を示す。

【０１４５】図９は、移動体Ｂが走行する、予め定めら
れた経路を示す。

【０１４６】まず、図９で示される経路が設定される。
この経路によると、移動体Ｂは起点５３から中間点５
４、中間点５５、中間点５６、中間点５７を経て折り返
し点５８に至る。次に移動体Ｂは折り返し点５８で反転
した後、中間点５７、中間点５６、中間点５５、中間点
５４を経て起点５３に至る。

【０１４７】次に、移動体Ｂは、起点５３、中間点５
４、中間点５５、中間点５６、中間点５７および折り返
し点５８の位置データを取得する。

【０１４８】次に、本発明における走行制御システムの
第１の実施形態と同様にして、領域データおよび測定方
位角データを設定する。この設定された両データはメモ
リ２５に記憶される次に、移動体ＢはＧＰＳシステム４
９からの位置データ５１とジャイロコンパス５０からの
方角データ５２を参照して、上記経路に沿って走行す
る。この移動体Ｂの走行中に、全方位光波測距計Ａは障
害物の位置を示す位置データがメモリ２５に記憶され
た、移動体Ｂの現在位置に対応する領域データによって
示される領域に含まれる場合、移動体Ｂを緊急停止させ
る。この全方位光波測距計Ａによる障害物の測定範囲は
メモリ２５に記憶された移動体Ｂの現在位置に対応する
測定方位角データによって定められる。

【０１４９】次に、本発明における走行制御システムの
第２の実施形態の第１の変形例を以下に示す。この第１
の変形例は、本発明における走行制御システムの第１の
実施形態に加えてＧＰＳシステム４９をさらに有する。

【０１５０】ＧＰＳシステム４９は制御部２４に接続さ
れている。

【０１５１】次に、本発明における走行制御システムの
第２の実施形態の第１の変形例の機能を示す。

【０１５２】本発明における走行制御システムの第２の
実施形態の機能は、制御部２４、ＧＰＳシステム４９以
外、本発明における走行制御システムの第１の実施形態
の機能と同様である。

【０１５３】ＧＰＳシステム４９は、移動体Ｂの現在位
置を示す位置データ５１を取得して、その位置データ５
１を制御部２４に送信する機能を有する。

【０１５４】制御部２４は、制御部２２から入力された
外部制御信号２８に応じて、全方位光波測距計Ａ全体の
動作を制御する機能を有する。また、制御部２４は、位
置データ５１を用いて移動体Ｂを制御するための制御信
号３５を制御部２２に通知する機能を有する。

【０１５５】次に、本発明における走行制御システムの
第２の実施形態の第１の変形例の動作を示す。

【０１５６】図１０は、移動体Ｂが走行する、予め定め
られた経路を示す。

【０１５７】まず、図１０で示される経路が設定され
る。この経路によると、移動体Ｂは起点５９から中間点
６０、中間点６１、中間点６２、中間点６３を経て折り
返し点６４に至る。次に移動体Ｂは折り返し点６４で反
転した後、中間点６３、中間点６２、中間点６１、中間
点６０を経て起点５９に至る。

【０１５８】次に、移動体Ｂは、起点５９、中間点６
０、中間点６１、中間点６２、中間点６３および折り返
し点６４の位置データを取得する。

【０１５９】次に、本発明における走行制御システムの
第１の実施形態と同様にして、領域データおよび測定方
位角データを設定する。この設定された両データはメモ
リ２５に記憶される次に、移動体ＢはＧＰＳシステム４
９からの位置データ５１を参照して、上記経路に沿って
走行する。この移動体Ｂの走行中に、全方位光波測距計
Ａは障害物の位置を示す位置データがメモリ２５に記憶
された、移動体Ｂの現在位置に対応する領域データによ
って示される領域に含まれる場合、移動体Ｂを緊急停止
させる。この全方位光波測距計Ａによる障害物の測定範
囲はメモリ２５に記憶された移動体Ｂの現在位置に対応
する測定方位角データによって定められる。

【０１６０】次に、本発明における走行制御システムの
第２の実施形態の第２の変形例を以下に示す。この第２
の変形例は、本発明における走行制御システムの第２の
実施形態に加えてジャイロコンパス５０をさらに有す
る。

【０１６１】ジャイロコンパス５０は制御部２４に接続
されている。

【０１６２】次に、本発明における走行制御システムの
第２の実施形態の第２の変形例の機能を示す。

【０１６３】本発明における走行制御システムの第２の
実施形態の機能は、制御部２４、ジャイロコンパス５０
以外、本発明における走行制御システムの第１の実施形
態の機能と同様である。

【０１６４】ジャイロコンパス５０は、移動体Ｂの進行
方向を示す方角データ５２を取得して、その方角データ
５２を制御部２４に送信する機能を有する。

【０１６５】制御部２４は、制御部２２から入力された
外部制御信号２８に応じて、全方位光波測距計Ａ全体の
動作を制御する機能を有する。また、制御部２４は、方
角データ５２を用いて移動体Ｂを制御するための制御信
号３５を制御部２２に通知する機能を有する。

【０１６６】次に、本発明における走行制御システムの
第２の実施形態の第２の変形例の動作を示す。

【０１６７】図１１は、移動体Ｂが走行する、予め定め
られた経路を示す。

【０１６８】まず、図１１で示される経路が設定され
る。この経路によると、移動体Ｂは起点６５から中間点
６６、中間点６７、中間点６８、中間点６９を経て折り
返し点７０に至る。次に移動体Ｂは折り返し点７０で反
転した後、中間点６９、中間点６８、中間点６７、中間
点６６を経て起点６５に至る。

【０１６９】次に、移動体Ｂは起点６５、中間点６６、
中間点６７、中間点６８、中間点６９および折り返し点
７０の位置データを取得する。

【０１７０】次に、本発明における走行制御システムの
第１の実施形態と同様にして、領域データおよび測定方
位角データを設定する。この設定された両データはメモ
リ２５に記憶される次に、移動体Ｂはジャイロコンパス
５０からの方角データ５２と、図示しない走行距離測定
手段を参照して、上記経路に沿って走行する。ここで、
走行距離測定手段には従来用いられているタコメータな
どがある。この移動体Ｂの走行中に、全方位光波測距計
Ａは障害物の位置を示す位置データがメモリ２５に記憶
された、移動体Ｂの現在位置に対応する領域データによ
って示される領域に含まれる場合、移動体Ｂを緊急停止
させる。この全方位光波測距計Ａによる障害物の測定範
囲はメモリ２５に記憶された移動体Ｂの現在位置に対応
する測定方位角データによって定められる。

【０１７１】上記に示すように、本発明における走行制
御システムの第１および第２の実施形態では、１台の全
方位光波測距計でもって移動体の前後側面全方位方向に
対して、障害物を検出することが可能であるという効果
を有する。

【０１７２】また、本発明における走行制御システムの
第１および第２の実施形態では、障害物を検出すべき領
域を任意に設定しても、全方位光波測距計がその領域で
の障害物の有無を検出することが可能であるという効果
を有する。

【０１７３】本発明の全方位全方位光波測距計Ａを用い
た移動体の走行制御システムの第３の実施形態を以下に
示す。

【０１７４】図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、本発
明における走行制御システムの第３の実施形態を示し、
図１２（ａ）は、上面図、図１２（ｂ）は、側面図を示
す。本発明における走行制御システムの第３の実施形態
は、１台の全方位全方位光波測距計では移動体Ｂ’の周
囲全方位にある障害物を検出することができない場合に
適用される。本発明における走行制御システムの第３の
実施形態は、上部に荷台部７１を有する移動体Ｂ’に関
する。移動体Ｂ’の前方右側に全方位光波測距計Ａ１が
設けられている。また、移動体Ｂ’の後方左側に全方位
光波測距計Ａ２が設けられている。全方位光波測距計Ａ
１、Ａ２は制御部２２と接続されている。

【０１７５】ここで、本発明における走行制御システム
の第３の実施形態の変形例として、全方位光波測距計Ａ
１は移動体Ｂ’の前方左側に、全方位光波測距計Ａ２は
移動体Ｂ’の後方右側に設けられていてもよい。

【０１７６】本発明における走行制御システムの第３の
実施形態は、全方位光波測距計Ａ１、Ａ２を用いて移動
体Ｂ’の周囲全方位での障害物を検出することが可能で
ある。

【０１７７】図１３は、本発明における走行制御システ
ムの第３の実施形態を示す機能ブロック図である。

【０１７８】本発明における走行制御システムの第３の
実施形態は、全方位光波測距計Ａ１、全方位光波測距計
Ａ２、制御部７２、メモリ７３および制御部２２から構
成される。

【０１７９】全方位光波測距計Ａ１は、制御部７２およ
び制御部２２と接続されている。

【０１８０】全方位光波測距計Ａ２は、制御部７２およ
び制御部２２と接続されている。

【０１８１】制御部７２は、全方位光波測距計Ａ１、全
方位光波測距計Ａ２、メモリ７３および制御部２２と接
続されている。

【０１８２】メモリ７３は、制御部７２と接続されてい
る。また、メモリ７３は電源７４と接続されている。こ
の電源７４の他端は接地７５と接続されている

【０１８３】制御部２２は、全方位光波測距計Ａ１、全
方位光波測距計Ａ２、および制御部７２と接続されてい
る。

【０１８４】次に、本発明における走行制御システムの
第３の実施形態の機能を示す。

【０１８５】全方位光波測距計Ａ１は、移動体Ｂ’の前
方および右側方にある障害物の位置を検出する機能を有
する。また、後述するメモリ７３に格納された領域デー
タで示される領域と全方位光波測距計Ａ１で検出された
障害物の位置とを比較して、その領域内に全方位光波測
距計Ａ１によって位置が検出された障害物がある場合、
制御部２２に第１の警報信号７９を出力する機能を有す
る。

【０１８６】全方位光波測距計Ａ２は、移動体Ｂ’の後
方および左側方にある障害物の位置を検出する機能を有
する。また、後述するメモリ７３に格納された領域デー
タで示される領域と全方位光波測距計Ａ２で検出された
障害物の位置とを比較して、その領域内に全方位光波測
距計Ａ２によって位置が検出された障害物がある場合、
制御部２２に第２の警報信号８０を出力する機能を有す
る。

【０１８７】制御部７２は、制御部２２から入力された
外部制御信号７６に応じて、全方位光波測距計Ａ１およ
び全方位光波測距計Ａ２の動作を制御する機能を有す
る。また、制御部７２は移動体Ｂ’の走行を制御するた
めの第３の制御信号８１を出力することも可能である。

【０１８８】メモリ７３は、障害物検出領域を示す領域
データを格納している。また移動体Ｂ’の中心からの全
方位光波測距計Ａ１および全方位光波測距計Ａ２の位置
を示す測距器位置データを格納している。ここで、メモ
リ７３と接続されている電源７４からの電力が常に供給
されるために、メモリ７３に格納されているデータは消
去されない。

【０１８９】制御部２２は、移動体Ｂ’の走行を制御す
る機能を有する。また、全方位光波測距計Ａ１から受信
された第１の警報信号７９および全方位光波測距計Ａ２
から受信された第２の警報信号８０に応答して、移動体
Ｂ’を緊急停止させる機能を有する。

【０１９０】次に、本発明における走行制御システムの
第３の実施形態の動作を示す。

【０１９１】まず、移動体Ｂ’の運行時に、制御部２２
は、全方位光波測距計Ａ１および全方位光波測距計Ａ２
を起動させるために、制御部７２に外部制御信号７６を
通知する。

【０１９２】外部制御信号７６の通知を受けた制御部７
２は、全方位光波測距計Ａ１および全方位光波測距計Ａ
２を起動させるために、第１の制御信号７７を全方位光
波測距計Ａ１に、および第２の制御信号７８を全方位光
波測距計Ａ２に通知する。

【０１９３】第１の制御信号７７を通知された全方位光
波測距計Ａ１は、制御部７２を介してメモリ７３に記憶
されている領域データを取得する。次に、全方位光波測
距計Ａ１は障害物の位置の検出を開始する。全方位光波
測距計Ａ１は領域データで示される領域内に障害物を検
出した場合、第１の警報信号７９を制御部２２に通知す
る。ここで、全方位光波測距計Ａ１に取得される領域デ
ータは、移動体Ｂ’の運行状態によって変更される。ま
た、この領域データは、本発明における走行制御システ
ムの第１の実施形態および本発明における走行制御シス
テムの第２の実施形態で定められたものと同じものであ
る。

【０１９４】また、第２の制御信号７８を通知された全
方位光波測距計Ａ２は、制御部７２を介してメモリ７３
に記憶されている領域データを取得する。次に、全方位
光波測距計Ａ２は障害物の位置の検出を開始する。全方
位光波測距計Ａ２は領域データで示される領域内に障害
物を検出した場合、第２の警報信号８０を制御部２２に
通知する。ここで、全方位光波測距計Ａ２に取得される
領域データは、移動体Ｂ’の運行状態によって変更され
る。

【０１９５】第１の警報信号７９または第２の警報信号
８０を通知された制御部２２は移動体Ｂ’を緊急停止さ
せる。

【０１９６】本発明における走行制御システムの第３の
実施形態は、２個の全方位光波測距計Ａ１、Ａ２を用い
て移動体Ｂ’の全周部を監視すること以外、本発明にお
ける走行制御システムの第１の実施形態と同様である。
このため、本発明における走行制御システムの第１の実
施形態と同様に、領域データ、測定方位角データを用い
た走行制御を行うことも可能である。また、図６に示す
ように、予め走行経路を設定し、その経路上の位置に対
して設定された領域データ、測定方位角データを用いた
走行制御を行うことも可能である。

【０１９７】また、本発明における走行制御システムの
第３の実施形態の第１の変形例として、全方位光波測距
計Ａ１は移動体Ｂ’の前方左側に、全方位光波測距計Ａ
２は移動体Ｂ’の後方右側に設けられていてもよい。こ
の場合、全方位光波測距計Ａ１は、移動体Ｂ’の前方お
よび左側方にある障害物の位置を検出する。また、全方
位光波測距計Ａ２は、移動体Ｂ’の後方および右側方に
ある障害物の位置を検出する。

【０１９８】また、本発明における走行制御システムの
第３の実施形態の第２の変形例として、移動体Ｂ’に、
ＧＰＳシステムおよびジャイロコンパスの少なくとも一
方が搭載されている構成も可能である。

【０１９９】この場合、２つの全方位光波測距計Ａ１、
Ａ２で、本発明における走行制御システムの第２の実施
形態で用いられている１つの全方位光波測距計Ａと同じ
機能を示す以外は、本発明における走行制御システムの
第２の実施形態と同様の機能、動作を行う。

【０２００】上記に示すように、本発明における走行制
御システムの第３の実施形態は、２台の全方位光波測距
計でもって移動体の前後側面全方位方向に対して、障害
物を検出することが可能であるという効果を有する。特
に、移動体の構造上、移動体の前後側面全方位方向を１
台の全方位光波測距計で観測することができない場合、
本発明における走行制御システムの第３の実施形態は特
に有効である。

【０２０１】また、本発明における走行制御システム
は、障害物を検出すべき領域を任意に設定しても、全方
位光波測距計がその領域での障害物の有無を検出するこ
とが可能であるという効果を有する。

【０２０２】

【発明の効果】本発明の全方位光波測距計は、水平方向
全方位に対して、障害物の位置を検出することが可能で
あるという効果を有する。

【０２０３】また、本発明の全方位光波測距計は、精密
機械部分が固定されているために、精密機械自体が動く
ことによって生じる誤差が発生しないという効果を有す
る。

【０２０４】さらに、本発明における走行制御システム
は、移動体の前後側面全方位方向に対して、障害物を検
出することが可能であるという効果を有する。

【０２０５】他に、本発明における走行制御システム
は、障害物を検出すべき領域を任意に設定しても、その
領域での障害物の有無を検出することが可能であるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における全方位光波測距計を示す。

【図２】本発明における全方位光波測距計を示す。

【図３】本発明における走行制御システムの第１の実施
形態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示す。

【図４】本発明における走行制御システムの第１の実施
形態を示すブロック図を示す。

【図５】本発明における走行制御システムの第１の実施
形態の動作を示す。

【図６】移動体が走行する、予め定められた経路を示
す。

【図７】移動体が起点から中間点に向けて走行する状態
を示す。

【図８】本発明における走行制御システムの第２の実施
形態を示すブロック図である。

【図９】移動体が走行する、予め定められた経路を示
す。

【図１０】移動体が走行する、予め定められた経路を示
す。

【図１１】移動体が走行する、予め定められた経路を示
す。

【図１２】本発明における走行制御システムの第３の実
施形態を示し、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、側面図を
示す。

【図１３】本発明における走行制御システムの第３の実
施形態を示す機能ブロック図である。

【図１４】移動体の無人運転制御システムに用いられて
いる、第１の従来技術による全方位光波測距計を示す。

【図１５】移動体の無人運転制御システムに用いられて
いる、第２の従来技術による全方位光波測距計を示す。

【符号の説明】

Ａ，Ａ１，Ａ２，Ｃ 全方位光波測距計 Ｂ，Ｄ 移動体 １ 固定台 ２ 測距部 ３ 距離計測部 ４ 発光素子 ５ 受光素子 ６，７ 対物レンズ ８ 中空モーター ９ 回転軸部 １０ 中空部分 １１ ロータリーエンコーダ １２ 保護部材 １３ 取り付け台 １４ 光入出力部 １５ 反射ミラー １６ 光軸中心 １７ 計測制御部 １８ 中空モーター駆動回路 １９ 出力光 ２０ 反射光 ２１ 障害物 ２２ 制御部 ２３ 位置計測部 ２４ 制御部 ２５ メモリ ２６ 電源 ２７ 接地 ２８ 外部制御信号 ２９ 測距部制御信号 ３０ モーター制御信号 ３１ 距離データ ３２ 角度データ ３３ 位置データ ３４ 警報信号 ３５ 制御信号 ３６ 起点 ３７，３８，３９，４０ 中間点 ４１ 折り返し点 ４２ 第１の距離 ４３ 第２の距離 ４４ 第３の距離 ４５ 第４の距離 ４６ 第５の距離 ４７，４８ 障害物 ４９ ＧＰＳシステム ５０ ジャイロコンパス ５１ 位置データ ５２ 方角データ ５３ 起点 ５４，５５，５６，５７ 中間点 ５８ 折り返し点 ５９ 起点 ６０，６１，６２，６３ 中間点 ６４ 折り返し点 ６５ 起点 ６６，６７，６８，６９ 中間点 ７０ 折り返し点 ７１ 荷台部 ７２ 制御部 ７３ メモリ ７４ 電源 ７５ 接地 ７６ 外部制御信号 ７７ 第１の制御信号 ７８ 第２の制御信号 ７９ 第１の警報信号 ８０ 第２の警報信号 ８１ 第３の制御信号 １０１ モーター １０２ ロータリーエンコーダ １０３ 固定部材 １０４ 回転軸部 １０５ 回転軸中心 １０６ 測距部 １０７ 距離計測部 １０８ 発光素子 １０９ 受光素子 １１０ 対物レンズ １１１ 対物レンズ １１２ 出力光 １１３ 反射光 １１４ 障害物 １１５ 固定台 １１６ 距離計測部 １１７ 発光素子 １１８ 受光素子 １１９ 対物レンズ １２０ 対物レンズ １２１ 支柱部 １２２ 光軸 １２３ 上部固定部 １２４ モーター １２５ ロータリーエンコーダ １２６ 回転軸部 １２７ 回転部 １２８ 反射ミラー １２９ 出力光 １３０ 反射光 １３１ 障害物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水沼 渉 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社汎用機・特車事業本部内 (72)発明者 鳴瀧 能功 東京都町田市三輪町315−１ 株式会社オ プテック内 (72)発明者 佐藤 勝利 東京都町田市三輪町315−１ 株式会社オ プテック内 (72)発明者 林 孝一 東京都町田市三輪町315−１ 株式会社オ プテック内 (72)発明者 大浦 一人司 東京都町田市三輪町315−１ 株式会社オ プテック内 Ｆターム(参考） 5H301 AA01 AA09 BB05 BB20 CC03 CC06 DD01 FF08 FF11 GG08 GG12 GG17 LL01 LL03 LL08 LL11 LL14 5J062 AA04 BB01 CC07 FF02 FF04 5J084 AA01 AA05 AB20 AC02 AD02 BA47 BA49 BB01 BB21 EA07 EA22 EA33 FA01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を反射する障害物の位置を検出する全
   方位光波測距計であって、 出力光を第１の方向に出力し、障害物による反射によっ
   て得られる前記出力光の反射光を検出し、前記出力光と
   前記反射光を用いて前記障害物までの距離を測定する光
   波測距計と、 回転軸の中心部は中空である中空モーターと、ここで、
   前記回転軸の軸方向は前記第１の方向と実質的に同じで
   あり、 前記回転軸の外周部に接続され、予め定められた基準方
   向からの前記回転軸の回転角を測定する角度測定部と、 前記回転軸の前記軸方向上に設けられ、前記中空モータ
   ーにより回転させられる反射部と、ここで、前記反射部
   は前記回転軸の前記軸方向に対して所定の傾斜角を有す
   る反射面部を有し、前記反射面部は前記光波測距計から
   前記回転軸の前記中心部を介して入射された前記出力光
   を反射して第２の方向に出力し、前記第２の方向と反対
   方向から入射される前記反射光を反射して前記第１の方
   向と反対方向に出力し、前記反射光前記前記回転軸の前
   記中心部を介して前記光波測距計に入射され、 前記距離と前記回転角から前記障害物の位置を検出する
   検出部とからなる、 全方位光波測距計。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の全方位光波測距計であ
   って、 前記障害物を測定可能な測定領域を示す領域データを格
   納する格納部をさらに有し、 前記検出部は、前記領域データに含まれる領域内で測定
   された前記障害物の位置のみ検出する、 全方位光波測距計。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の全方位光波測距計であ
   って、 前記基準方向からの角度範囲を示す角度範囲データを格
   納する格納部をさらに有し、 前記中空モーターは、前記角度範囲データに含まれる前
   記基準方向からの角度範囲内で前記回転軸の回転を制御
   する、 全方位光波測距計。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項に記載の
   少なくとも１つの全方位光波測距計と、 前記少なくとも１つの全方位光波測距計が取り付けられ
   た移動体と、 前記障害物の位置に基づいて前記移動体の運行を制御す
   る制御部とからなる、走行制御システム。
5. 【請求項５】 請求項４の走行制御システムであって、 前記少なくとも１つの全方位光波測距計は、前記移動体
   の全周囲方向に対して前記障害物の位置が検出可能とな
   るように、前記移動体に配置される、 走行制御システム。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の少なくとも１つの全方
   位光波測距計と、 制御部と、 前記全方位光波測距計が取り付けられ、前記移動体の現
   在の走行状態を示す現在走行データを取得して前記制御
   部に送信する移動体と、 前記移動体の走行状態を示す複数の走行データに対応す
   る複数の測定領域データを格納する格納部と、 前記制御部は、前記複数の領域データから前記現在走行
   データに対応する測定領域データを選択し、前記現在走
   行データに対応する測定領域データと前記全方位光波測
   距計によって検出された前記障害物の位置とに基づいて
   前記移動体の運行を制御する、 走行制御システム。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の走行制御システムであ
   って、 前記測定領域データは前記全方位光波測距計が光を反射
   する障害物の有無を検出すべき領域で示される、 走行制御システム。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の走行制御システムであ
   って、 前記測定領域データは、前記基準方向からの角度範囲を
   示す角度範囲データからなり、 前記全方位光波測距計は、前記角度範囲データで示され
   る前記角度範囲内で検出される前記障害物の位置のみ検
   出する、 走行制御システム。
9. 【請求項９】 請求項６から８のいずれか１項に記載の
   走行制御システムであって、 前記移動体は、前記移動体の現在の走行位置を取得する
   位置測定手段をさらに有し、ここで、前記現在走行デー
   タは前記移動体の現在の走行位置からなり、 前記走行データは、前記移動体の走行位置からなる、走
   行制御システム。
10. 【請求項１０】 請求項６から８のいずれか１項に記載
    の走行制御システムであって、 前記移動体は、前記移動体の現在の走行方向を取得する
    走行方向測定手段をさらに有し、ここで、前記現在走行
    データは前記移動体の現在の走行方向からなり、 前記走行データは、前記移動体の走行方向からなる、 走行制御システム。
11. 【請求項１１】 請求項６から８のいずれか１項に記載
    の走行制御システムであって、 前記移動体は、前記移動体の現在の走行位置を測定する
    位置測定手段と、前記移動体の現在の走行方向を測定す
    る走行方向測定手段とをさらに有し、ここで、前記現在
    走行データは前記移動体の現在の走行位置と前記移動体
    の現在の走行方向からなり 前記走行データは、前記移動体の走行位置と前記移動体
    の走行方向からなる、 走行制御システム。