JP2005283256A - Object location detecting apparatus - Google Patents
Object location detecting apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005283256A JP2005283256A JP2004096149A JP2004096149A JP2005283256A JP 2005283256 A JP2005283256 A JP 2005283256A JP 2004096149 A JP2004096149 A JP 2004096149A JP 2004096149 A JP2004096149 A JP 2004096149A JP 2005283256 A JP2005283256 A JP 2005283256A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- objects
- sensors
- virtual image
- detected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、2次元の平面上あるいは3次元の空間に存在する物体の位置を検出する物体位置検出装置に関する。 The present invention relates to an object position detection apparatus that detects the position of an object existing on a two-dimensional plane or in a three-dimensional space.
物体の位置検出を行う物体位置検出装置としては、狭角の距離センサを用いて測定するようにしたものがある。これは、電磁波の輻射角を狭くした狭角の距離センサを用いて、その距離センサの向きをメカニカルに変化させて物体からの反射波を受信し物体の位置を検出するものである。すなわち、距離センサの向きと測定した距離とにより、2次元又は3次元の位置を算出して物体の位置を測定する。従って、このような物体位置検出装置では、距離センサの向きを変化させる機構やその変化させた向きの角度を検出する機構が必要となる。 As an object position detection device for detecting the position of an object, there is an apparatus that uses a narrow-angle distance sensor for measurement. This is to detect a position of an object by receiving a reflected wave from an object using a narrow-angle distance sensor with a narrow radiation angle of electromagnetic waves and mechanically changing the direction of the distance sensor. That is, the position of the object is measured by calculating a two-dimensional or three-dimensional position based on the direction of the distance sensor and the measured distance. Therefore, in such an object position detection device, a mechanism for changing the direction of the distance sensor and a mechanism for detecting the angle of the changed direction are required.
また、監視カメラを用いて物体の位置検出を行うようにした物体位置検出装置がある。この物体位置検出装置は、監視カメラで撮影した画像を画像処理して物体を識別するものであるが、監視カメラの設置位置に合わせて画像処理を行う必要があり、また、画像処理ソフトが必要となるので高価となる。 There is also an object position detection device that detects the position of an object using a surveillance camera. This object position detection device recognizes an object by performing image processing on an image captured by a surveillance camera, but it is necessary to perform image processing according to the installation position of the surveillance camera, and image processing software is required. Therefore, it becomes expensive.
さらに、複数個のエリアセンサを使用して物体の位置検出を行うものもあるが、区分したエリアの数だけエリアセンサが必要となり、分解能を上げるためには多量のセンサが必要となる。また、同一エリア内では、検出物体が2個以上ある場合と1個しかない場合との区別がつかない。つまり同一エリア内では物体の数までは数えられないなどの欠点もある。 Furthermore, there are some which detect the position of an object using a plurality of area sensors, but the area sensors are required for the number of divided areas, and a large number of sensors are required to increase the resolution. In the same area, it is not possible to distinguish between the case where there are two or more detected objects and the case where there is only one detected object. That is, there is a drawback that the number of objects cannot be counted in the same area.
ここで、物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する距離測定装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。この距離測定装置は、定在波の周期が距離に反比例することから定在波の周期を判定して物体までの距離を測定するものであり、近距離であっても精度良い距離測定が可能であり、複数の測定対象の距離を同時に測定することができ、しかも、他の距離測定装置の発信信号の影響を受けることなく距離測定を行えるという優れた特徴を有するものである。そこで、この距離測定装置を物体位置検出装置に応用することが検討されている。
しかし、特許文献1に示される距離測定装置を物体位置検出装置に適用しようとした場合には、そのままでは、距離測定装置の向きを変化させる機構やその変化させた向きの角度を検出する機構が必要となる。これは、特許文献1のものは、10cm以下の距離であっても精度よく検出できるようにするため電磁波の輻射角を絞った狭角の距離センサであるからである。
However, when the distance measurement device disclosed in
例えば、店舗や事務所などに設置される人の存在を確認するための物体位置検出装置は、通常、10cm以上の距離にある物体の位置が検出できればよい。そこで、特許文献1に示される距離測定装置を適用するにあたり、電磁波の輻射角を拡げた広角度の距離センサとし、距離センサの向きを変化させる機構やその変化させた向きの角度を検出する機構を不要とすることが考えられる。この場合、2個の広角度の距離センサを用いて2次元位置の物体を検出する場合や、3個の広角度距離センサを用いて3次元位置の物体を検出する場合には、検出物体が1個の場合には三角測量と同様となり位置計測が可能である。
For example, an object position detection device for confirming the presence of a person installed in a store or an office only needs to detect the position of an object at a distance of 10 cm or more. Therefore, in applying the distance measuring device disclosed in
しかし、多数の検出物体が有る場合は多くの虚像を生じる。これは、距離センサは物体までの距離しか計測できず、方向までは検出できないからである。この虚像の除去は、検出物体の軌跡を記録し起こりえない軌跡となる検出物体を除去して行うことが考えられる。例えば、建家内の物体の位置検出である場合には、壁を突き抜けて移動したような物体を除去するという虚像除去処理を行うことになるが、このような虚像除去処理では、装置起動直後や目標物がほとんど動かない場合は虚像の除去ができない。また、この虚像の除去処理を行うためには、虚像や実像の過去の位置情報が必要であるため、演算処理装置の保持データや処理データが多くなる。 However, when there are many detection objects, many virtual images are generated. This is because the distance sensor can only measure the distance to the object and cannot detect the direction. It is conceivable that this virtual image is removed by recording the locus of the detected object and removing the detected object that cannot be caused. For example, in the case of detecting the position of an object in a building, a virtual image removal process of removing an object that has moved through a wall is performed. In such a virtual image removal process, If the target hardly moves, the virtual image cannot be removed. In addition, in order to perform this virtual image removal process, the past position information of the virtual image and the real image is necessary, so that the data held in the arithmetic processing unit and the processing data increase.
本発明の目的は、2次元位置あるいは3次元位置に存在する複数個の物体の虚像を適正に除去でき、複数個の物体の位置を同時に精度よく検出できる物体位置検出装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an object position detection device that can appropriately remove virtual images of a plurality of objects existing at a two-dimensional position or a three-dimensional position and can simultaneously detect the positions of the plurality of objects with high accuracy. .
請求項1の発明に係わる物体位置検出装置は、2次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する3個又は4個の距離センサと、3個又は4個の距離センサで測定された各々の距離データに基づいて物体が存在する候補位置を判定する物体存在候補位置判定手段と、検出物体の存在条件を加味して前記物体存在候補位置判定手段で判定された物体存在候補位置から物体の虚像を表す物体存在候補位置を除去する物体虚像除去手段と、前記物体虚像除去手段で除去された残りの物体存在候補位置を物体が存在する位置であると特定する物体位置特定手段とを備えたことを特徴とする。
The object position detecting device according to the invention of
請求項2の発明に係わる物体位置検出装置は、3次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する4個又は5個の距離センサと、4個又は5個の距離センサで測定された各々の距離データに基づいて物体が存在する候補位置を判定する物体存在候補位置判定手段と、検出物体の存在条件を加味して前記物体存在候補位置判定手段で判定された物体存在候補位置から物体の虚像を表す物体存在候補位置を除去する物体虚像除去手段と、前記物体虚像除去手段で除去された残りの物体存在候補位置を物体が存在する位置であると特定する物体位置特定手段とを備えたことを特徴とする。
The object position detecting device according to the invention of
本発明によれば、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する複数個の距離センサを用意し、2次元的又は3次元的に存在する物体の位置検出を行う場合には、検出物体の存在条件に加え、その次元数より1個又は2個多い距離センサを設けて虚像を除去するので、虚像を適正に除去できる。 According to the present invention, there are provided a plurality of distance sensors that transmit electromagnetic waves at a predetermined wide angle and measure the distance to an object based on the period of a standing wave formed between the object and a two-dimensional Or, when detecting the position of an object that exists three-dimensionally, in addition to the existence condition of the detected object, one or two more distance sensors than the number of dimensions are provided to remove the virtual image. Can be removed.
また、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する複数個の距離センサを用いるので、2次元又は3次元に位置する物体の位置検出が画像処理や多数のエリアセンサを用いることなく行え、1点だけの位置検出だけではなく多点の位置計測がメカニカルな首振り装置などを必要とすることなく同時に計測可能となる。 In addition, since a plurality of distance sensors that transmit electromagnetic waves at a predetermined wide angle and measure the distance to the object based on the period of the standing wave formed between the object and the object are used, the position is two-dimensional or three-dimensional. It is possible to detect the position of an object without using image processing and many area sensors, and not only to detect a single point but also to measure multiple points at the same time without requiring a mechanical swing device. Become.
以下、本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置のブロック構成図である。距離センサ11a〜11dは物体までの距離を検出するものであり、その検出原理は前述の特許文献1の距離測定装置と同じであるが、送信手段から送信される電磁波は、2次元方向に所定の広角度で送信される点で異なっている。すなわち、2次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し、物体との間に形成される定在波に基づいてその物体までの距離を測定する。広角度で電磁波を輻射するには、例えば、発信源からの電源を導波管や同軸ケーブルで送信手段に導き、送信手段に設けられたホーンから広角度で輻射する。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram of an object position detecting apparatus according to an embodiment of the present invention. The
図1では、4個の距離センサ11a〜11dが設けられた場合を示しており、各々距離センサ11a〜11dはそれぞれ異なる場所に設置され、物体位置を検出する領域に向けて広角度で電磁波を輻射することになる。これら4個の距離センサ11a〜11dで測定された物体までの距離データは演算制御装置12の入力手段13に入力され、各々の距離センサ11a〜11dで測定された物体までの距離データ及びその個数がメモリ14に記憶される。
FIG. 1 shows a case where four
物体存在候補位置判定手段16は、各々の距離センサ11a〜11dで測定された各々の距離データに基づいて物体が存在する候補位置を判定する。すなわち、各々の距離センサ11a〜11dを中心とし各々の距離データを半径とした円が互いに交わる交点を物体存在候補位置として判定する。この場合、距離センサ11a〜11dは物体までの距離しか計測できず、物体の存在する方向までは検出できないので、多数の物体が有る場合は多くの虚像を生じる。
The object presence candidate
そこで、物体虚像除去手段16はメモリ14に予め記憶された検出物体の存在条件を加味し、また、各々の距離センサ11a〜11dで測定した距離データの個数により、物体存在候補位置判定手段15で判定された物体存在候補位置から物体の虚像を表す物体存在候補位置を除去する。物体位置特定手段17は、物体虚像除去手段16で除去された後の残りの物体存在候補位置を物体が存在する位置であると特定し、その物体位置情報を必要に応じてメモリ14に記憶するとともに出力装置18に出力する。
Therefore, the object virtual
次に、本発明での物体の位置検出の原理について説明する。図2は、建家内部に1個の物体20が存在する場合の位置検出の説明図である。この1個の物体20の位置検出を行うには、建家内部の壁面21に2個の距離センサ11a、11bを設ければよい。すなわち、距離センサ11aを中心とした半径が距離センサ11aより測定された距離データLaである円22aと、距離センサ11bを中心とした半径が距離センサ11bより測定された距離データLbである円22bとの交点を求めることにより、物体20の2次元位置を特定することが可能である。円22a、22bの交点は2個できるが、片方は建家の外部にできる交点であるので建家内の物体という検出物体の存在条件により除去する。
Next, the principle of object position detection in the present invention will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram of position detection when one
図3は、建家内部に2個の物体が存在し2個の距離センサ11a、11bで物体の位置検出を行った場合の説明図である。物体が2個である場合、距離センサ11aで測定された距離データは2個となり、距離センサ11bで測定された距離データも2個となる。距離センサ11aで測定された距離データLa1、La2を半径とする2個の円22a1、22a2と、距離センサ11bで測定された距離データLb1、Lb2を半径とする2個の円22b1、22b2との交点は8個となる。これら8個の交点23−1〜23−8に対して建家内の物体という検出物体の存在条件を加味して、4個の交点23−5〜23−8を除去する。
FIG. 3 is an explanatory diagram when two objects exist inside the building and the position of the object is detected by the two
この場合、残りの交点は4個の交点23−1〜23−4となるが、2個の距離センサ11a、11bは、それぞれ2個の距離データを検出しているので、物体は4個ではなく2個である。従って、4個の交点23−1〜23−4のうち2個は虚像である。
In this case, the remaining intersections are four intersections 23-1 to 23-4, but the two
ここで、複数個の距離センサ11の測定した距離データの個数がすべて同数の場合には、円上には、1個しか実体は存在しないという条件により、残りの虚像を除去できる。2個の距離センサ11a、11bは、それぞれ2個の距離データを検出しているので、円上には1個しか実体は存在しないという条件により、交点23−1、23−4か、交点23−2、23−3かのいずれかであることは分かるが、交点23−1、23−4なのか、交点23−2、23−3なのかが分からない。そこで、3個目の距離センサ11cからの距離データを用いて、4個の交点23−1〜23−4のうちから2個の虚像を除去し、2個の実像を得ることになる。
Here, when the number of distance data measured by the plurality of
図4は、建家内部に2個の物体が存在し3個の距離センサ11a、11b、11cで物体の位置検出を行った場合の説明図である。すなわち、図3に対して3個目の距離センサ11cからの2個の距離データLc1、Lc2による円22c1、22c2を追加した場合の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram when two objects exist inside the building and the position of the object is detected by the three
3個の距離センサ11a、11b、11cとした場合、距離センサ11a、11bよりの各々の距離データLa1、La2、Lb1、Lb2を半径とした円22a1、22a2、22b1、22b2の交点のうち、検出物体の存在条件を加味した残りの交点23−1〜23−4について、追加した距離センサ11cにより測定された距離データLc1、Lc2を半径とする距離センサ11cを中心とした円22c1、22c2とも交差しない交点23−2、23−3は虚像と判断できる。図4では、交点23−1、23−4が3個の距離センサ11a、11b、11cのそれぞれの2個の距離データを半径とする円の交点であるので実像と判定できる。
In the case of three
物体がさらに増えN個となった場合には、交点の数は検出物体の存在条件を加味してもN2個となるが、3個の距離センサ11a、11b、11cで物体の位置検出を行えば、3個の距離センサ11a、11b、11cのそれぞれのN個の距離データを半径とする円の交点が実像と判定できる。
When the number of objects further increases to N, the number of intersections is N 2 even if the presence condition of the detected object is taken into account, but the position detection of the object is performed by the three
次に、3個の距離センサ11a、11b、11cを用いても物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合には例外的に虚像除去ができない場合がある。図5は、3個の距離センサ11a、11b、11cを用いても物体の位置検出ができない場合の説明図である。ここで、物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合とは、距離センサ11aで測定された距離データLa1、La2の円22a1、22a2と、距離センサ11a、11bで測定された距離データLb1、Lb2の円22b1、22b2との2個の交点位置23−2、23−3が、例えば、3個目の距離センサ11cで測定された距離データLc2の円22c2上にある場合である。
Next, even if the three
この場合には、図5に示すように3個目の距離センサ11cが検出した距離データLc1の円22c1は、距離センサ11a、11bの距離データLa1、Lb1の円22a1、22b1の交点23−1と交わっているので、交点23−1が実像であることが分かる。しかし、3個目の距離センサ11cが検出した距離データLc2の円22c2上に2個の交点23−2、23−3があるので、いずれが実像であるか分からない。
In this case, as shown in FIG. 5, the circle 22c1 of the distance data Lc1 detected by the
そこで、図6に示すように、4個目の距離センサ11dからの距離データを用いて、2個の交点23−2〜23−3のうちから1個の虚像を除去し、2個の実像を得ることになる。図6は、建家内部に2個の物体が存在し4個の距離センサ11a〜11dで物体の位置検出を行った場合の説明図である。すなわち、図5に対して4個目の距離センサ11dからの2個の距離データLd1、Ld2による円22d1、22d2を追加して、円22d2と交わらない交点23−3を虚像であると判定して除去し、物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合にも適正に実像を得る。なお、物体が動く場合には、特別な位置関係にあるのは一瞬のことであるので、物体の動きに伴って物体が特別な位置関係からずれると、4個目の距離センサ11dからの距離データがなくても虚像を識別できる。
Therefore, as shown in FIG. 6, by using the distance data from the
次に、2個の距離センサ11a、11bで測定した距離データの数が異なることがある。例えば、一方の距離センサ11aで測定された距離データが1個であり、他方の距離センサ11bで測定された距離データが2個である場合がある。これは、その距離センサ11aからの距離が等距離で方向のみが異なる場所に2個の物体が存在する場合である。図7は、建家内部の2個の物体20a、20bを2個の距離センサ11a、11bで位置検出できる場合の説明図である。
Next, the number of distance data measured by the two
2個の物体20a、20bに対して、通常は、距離センサ11a及び距離センサ11bは、それぞれ2個の距離データを測定することになるが、例えば、距離センサ11aからの距離が等距離で方向のみが異なる場所に2個の物体20a、20bが存在する場合には、距離センサ11aで測定される距離データは1個の距離データLaとなる。一方、距離センサ11bで測定される距離データは2個の距離データLb1、Lb2である。
For the two
距離センサ11aで測定された距離データLaを半径とした円22aと、距離センサ11bで測定された距離データLb1、Lb2を半径とした円22b1、22b2との交点が物体の存在する候補位置となる。そして、検出物体の存在条件を加味して建家の外部にできる交点除去すると、2個の物体存在候補位置となる。この場合、距離センサ11bでは2個の距離データが測定されているので、物体は2個であることが分かる。そこで、検出物体の存在条件を加味して得られた2個の物体存在候補位置をそのまま2個の物体の存在位置として検出することになる。このように、距離センサ11aからの距離が等距離で方向のみが異なる場所に2個の物体20a、20bが存在する場合には、2個の距離センサ11a、11bでその2個の物体20a、20bの位置検出を行うことができる。
The intersection of the
次に、2個の距離センサ11a、11bで測定した距離データの数が異なる場合として、一方の距離センサ11aで測定された距離データが2個であり、他方の距離センサ11bで測定された距離データが3個である場合について説明する。
Next, assuming that the number of distance data measured by the two
図8は、建家内部に存在する3個の物体のうちの2個が、ある距離センサから等距離で方向のみが異なる場所に位置し、2個の距離センサで3個の物体の位置検出を行った場合の説明図である。いま、一方の距離センサ11aで測定された距離データが2個であり、他方の距離センサ11bで測定された距離データが3個であるとする。
FIG. 8 shows that two of the three objects existing inside the building are located at a location that is equidistant from a certain distance sensor and only differs in direction, and the position detection of the three objects is performed by the two distance sensors. It is explanatory drawing at the time of performing. Now, it is assumed that the distance data measured by one
距離センサ11aで測定された2個の距離データLa1、La2の円22a1、22a2と、距離センサ11bで測定された距離データLb1、Lb2、Lb3の円22b1、22b2、Lb3との交点は12個できるが、検出物体の存在条件を加味すると6個の交点23−1〜23−6となる。距離センサ11bで測定された距離データの個数が3個であることから、物体の個数は3個であり、少なくとも2個は円22a1又は円22a2のいずれかの円上にあることはわかるが、いずれであるかが分からない。そこで、3個目の距離センサ11cからの距離データを用いて、6個の交点23−1〜23−6のうちから3個の虚像を除去し、3個の実像を得ることになる。
There can be twelve intersections between the circles 22a1, 22a2 of the two distance data La1, La2 measured by the
図9は、建家内部に3個の物体が存在し3個の距離センサ11a、11b、11cで物体の位置検出を行った場合の説明図である。すなわち、図8に対して3個目の距離センサ11cからの3個の距離データLc1、Lc2、Lc3による円22c1、22c2、22c3を追加した場合の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram when three objects exist inside the building and the position of the object is detected by the three
3個の距離センサ11a、11b、11cとした場合、距離センサ11a、11bよりの各々の距離データLa1、La2、Lb1、Lb2、Lb3を半径とした円22a1、22a2、22b1、22b2、22b3の交点のうち、検出物体の存在条件を加味した残りの交点23−1〜23−6について、追加した距離センサ11cにより測定された距離データLc1、Lc2、Lc3を半径とする距離センサ11cを中心とした円22c1、22c2、22c3とも交差しない交点23−2、23−3、23−5は虚像と判断できる。図9では、交点23−1、23−4、23−6が実像と判定できる。
When the three
次に、本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置の動作を説明する。図10ないし図12は、本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置の処理内容を示すフローチャートである。図10は図2及び図7に示した2個の距離センサ11a、11bで1個又は2個の物体の位置検出を行う場合のフローチャート、図11は図4及び図6に示した3個又は4個の距離センサ11a、11b、11cで物体の位置検出を行う場合のフローチャート、図12は図9及び図6に示した3個又は4個の距離センサ11a、11b、11cで物体の位置検出を行う場合のフローチャートである。
Next, the operation of the object position detection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. 10 to 12 are flowcharts showing the processing contents of the object position detection apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a flowchart when the position of one or two objects is detected by the two
図10において、まず、2個の距離センサ11a、11bで測定された距離データを入力し(S1)、距離センサ11a、11bで測定された距離データおよびその個数を記憶する(S2)。そして、2個の距離センサ11a、11bで測定したデータ個数が同じであるか否かを判定し(S3)、同じである場合には、2個の距離センサ11a、11bで測定した距離データの個数はそれぞれ1個か否かを判定する(S4)。
In FIG. 10, first, distance data measured by two
2個の距離センサ11a、11bで測定した距離データの個数が双方とも1個である場合は、図2に示すように、距離センサ11aを中心とした半径が距離データLaである円22aと、距離センサ11bを中心とした半径が距離データLbである円22bとの交点を求め(S5)、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する(S6)。すなわち、各々距離センサ11a、11bの壁面21の背面側に形成される交点を物体の虚像であるとして除去する。そして、残りの交点を物体の位置として特定する(S7)。このように、1個の物体の位置検出は、2個の距離センサ11a、11bで検出できる。
When the number of distance data measured by the two
ステップS4の判定で2個の距離センサ11a、11bで測定した距離データの個数が1個でないと判定された場合には、図11に示す処理に移行する。すなわち、2個の距離センサ11a、11bの距離データの個数が同じであり、その個数が2個以上である場合には、3個目の距離センサ11cで測定された距離データを入力し(S8)、3個目の距離センサ11cで測定された距離データおよびその個数を記憶する(S9)。
If it is determined in step S4 that the number of distance data measured by the two
そして、例えば、2個の距離センサ11a、11bで測定した距離データの個数が双方とも2個であり、3個目の距離センサ11cで測定した距離データの個数も2個である場合には、図4に示すように、距離センサ11aを中心とした半径が距離データLa1、La2である円22a1、22a2と、距離センサ11bを中心とした半径が距離データLb1、Lb2である円22b1、22b2との交点を求め、これらの交点のうち、距離センサ11cを中心とした半径が距離データLc1、Lc2である円22c1、22c2と交わる交点を求める(S10)。その後に、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する(S11)。すなわち、各々距離センサ11a、11bの壁面21の背面側に形成される交点を物体の虚像であるとして除去する。
For example, when the number of distance data measured by the two
次に、ステップS11で虚像を除去した後の円22a1、22a2と円22b1、22b2との交点に、円22c1、22c2がそれぞれ交わる交点の数が各々の距離センサ11a〜11cが測定した距離データの数と同じか否かを判定し(S12)、同じである場合には、それらの交点を物体の存在する位置であるとして特定する(S13)。図4では、交点23−1、23−4が物体の存在する位置であるとして特定される。
Next, the number of intersections where the circles 22c1 and 22c2 intersect with the intersections of the circles 22a1 and 22a2 and the circles 22b1 and 22b2 after the virtual image is removed in step S11 is the distance data measured by the
ステップS12の判定で、円22a1、22a2と円22b1、22b2との交点に、円22c1、22c2がそれぞれ交わる交点の数が各々の距離センサ11a〜11cが測定した距離データの数と同じでない場合、例えば、図5に示すように、交点の数が交点23−1、23−2、23−3の3個に対し、各々の距離センサ11a〜11cが測定した距離データの数が2個である場合には、4個目の距離センサ11dで測定された距離データを入力する(S14)。
If it is determined in step S12 that the number of intersections of the circles 22c1 and 22c2 and the intersections of the circles 22a1 and 22a2 and the circles 22b1 and 22b2 is not the same as the number of distance data measured by the
そして、図6に示すように、距離センサ11aを中心とした半径が距離データLa1、La2である円22a1、22a2、距離センサ11bを中心とした半径が距離データLb1、Lb2である円22b1、22b2、距離センサ11cを中心とした半径が距離データLc1、Lc2である円22c1、22c2、距離センサ11dを中心とした半径が距離データLd1、Ld2である円22d1、22d2のそれぞれが交わる交点を求める(S15)。その後に、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する(S16)。そして、残りの交点を物体の位置として特定する(S17)。図6では、交点23−1、23−4が物体の存在する位置であるとして特定される。
Then, as shown in FIG. 6, circles 22a1, 22a2 whose radii around the
このように、2個以上の物体の位置検出は、3個の距離センサ11a、11bで検出できる。なお、物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合には例外的に4個の距離センサを用いて2個以上の物体の位置検出を行う(S14〜S17)。
Thus, the position detection of two or more objects can be detected by the three
次に、図10のステップS3での判定で、2個の距離センサ11a、11bで測定された距離データの個数が同じでない場合は、一方の距離センサで測定された距離データの個数は1個か否かを判定する(S18)。例えば、図7に示すように距離センサ11aで測定された距離データが1個で距離センサ11bで測定された距離データが2個の場合は、距離センサ11aで測定された距離データLaを半径とする円22aと、距離センサ11bで測定された距離データLb1、Lb2を半径とする2個の円22b1、22b2との交点を求める(S19)。そして、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去し(S20)、残りの交点を物体の位置として特定する(S21)。このように、距離センサ11aからの距離が等距離で方向のみが異なる場所に2個の物体が存在する場合には、2個の距離センサ11a、11bで物体の存在位置が特定できる。
Next, if the number of distance data measured by the two
図10のステップS18での判定で、一方の距離センサの距離データの個数が1個でない場合は、図12に示す処理に移行する。すなわち、2個の距離センサ11a、11bの距離データの個数が異なり、一方の距離センサの距離データの個数が1個でない場合には、3個目の距離センサ11cで測定された距離データを入力し(S22)、3個目の距離センサ11cで測定された距離データおよびその個数を記憶する(S23)。
If it is determined in step S18 in FIG. 10 that the number of distance data of one distance sensor is not one, the process proceeds to the process shown in FIG. That is, if the distance data of the two
そして、例えば、距離センサ11aで測定した距離データの個数が2個であり、距離センサ11bで測定した距離データの個数が3個であり、3個目の距離センサ11cで測定した距離データの個数も3個である場合には、図9に示すように、距離センサ11aを中心とした半径が距離データLa1、La2である円22a1、22a2と、距離センサ11bを中心とした半径が距離データLb1、Lb2、Lb3である円22b1、22b2、22b3との交点を求め、これらの交点のうち、距離センサ11cを中心とした半径が距離データLc1、Lc2、Lc3である円22c1、22c2、22c3と交わる交点を求める(S24)。その後に、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する(S25)。
For example, the number of distance data measured by the
次に、ステップS25で虚像を除去した後の円22a1、22a2と円22b1、22b2、22b3との交点に、円22c1、22c2、22c3がそれぞれ交わる交点の数が各々の距離センサ11a〜11cが測定した距離データの最大個数であるか否かを判定し(S26)、最大個数である場合には、それらの交点を物体の存在する位置であるとして特定する(S27)。図9では、交点23−1、23−4、23−6が物体の存在する位置であるとして特定される。
Next, the
ステップS26の判定で、円22a1、22a2と円22b1、22b2、22b3との交点に、円22c1、22c2、22c3がそれぞれ交わる交点の数が各々の距離センサ11a〜11cが測定した距離データの最大個数でない場合、例えば、図5に示すように、物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合には、交点の数が各々の距離センサ11a〜11cで測定した距離データの最大個数より多くなる。そこで、4個目の距離センサ11dで測定された距離データを入力する(S28)。
The maximum number of distance data measured by the
そして、図6に示した場合と同様に、各々の距離センサ11a〜11dで測定した各々の距離データを半径とする円の交点を求め(S29)、その後に、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する(S30)。そして、残りの交点を物体の位置として特定する(S31)。
Then, similarly to the case shown in FIG. 6, the intersection of circles having the radiuses of the distance data measured by the
以上の説明では、最初に2個の距離センサ11a、11bで物体の位置検出を行い、物体の位置検出が特定できない場合に、順次、3個目の距離センサ11c、4個目の距離センサ11dで物体位置検出を行うようにしたが、図13に示すように、最初から4個の距離センサ11a〜11dから距離データを読み込み、物体の位置検出をするようにしてもよい。
In the above description, when the position of an object is first detected by the two
すなわち、図13において、4個の距離センサ11a〜11dで測定した各々の距離データを入力し(S101)、4個の距離センサ11a〜11dをぞれぞれ中心としそれぞれ距離データを半径とする円の交点を求め(S102)、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する(S103)。そして、残りの交点を物体の位置として特定する(S104)。
That is, in FIG. 13, the distance data measured by the four
また、以上の説明では、4個の距離センサ11a〜11dを設ける場合について説明したが、図6に示したように、物体と距離センサとが特別な位置関係となり、しかも物体が長時間に亘って静止していることは極めてまれなことであるので、4個の距離センサ11a〜11dに代えて3個の距離センサ11a〜11cとし、3個の距離センサ11a〜11cで物体の位置を判定するようにしても実用的には何ら問題はない。
In the above description, the case where the four
また、以上の説明では、2次元方向に対して物体の位置検出を行うようにしたが、3次元の場合も距離センサを中心とした同心球面の交点とすることで同様の処理が可能である。すなわち、3次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する。この場合には、図2ないし図9に示した場合に対し、さらに1個の距離センサを追加して、各々の距離センサで測定された距離データを半径とする球面の交点から3次元での物体の位置を特定し物体の位置検出を行うことになる。 In the above description, the position of the object is detected in the two-dimensional direction. However, in the case of the three-dimensional case, the same processing can be performed by using the intersection of concentric spheres with the distance sensor as the center. . That is, an electromagnetic wave is transmitted at a predetermined wide angle in a three-dimensional direction, and a distance to the object is measured based on a standing wave formed between the object and the object. In this case, in addition to the cases shown in FIG. 2 to FIG. 9, one distance sensor is further added, and the three-dimensional measurement is performed from the intersection of the spherical surfaces whose radius is the distance data measured by each distance sensor. The position of the object is specified and the position of the object is detected.
本発明の実施の形態によれば、2次元的に存在する物体の位置検出を行う場合には、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する3個又は4個の距離センサを設け、3次元的に存在する物体の位置検出を行う場合には、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する4個又は5個の距離センサを設けるので、精度よく物体の位置検出を行うことができる。 According to the embodiment of the present invention, when detecting the position of a two-dimensional object, an electromagnetic wave is transmitted at a predetermined wide angle and is based on the period of a standing wave formed between the object and the object. When three or four distance sensors that measure the distance to an object are provided and the position of an object that exists three-dimensionally is detected, electromagnetic waves are transmitted at a predetermined wide angle to form the object. Since the four or five distance sensors that measure the distance to the object based on the standing wave period are provided, the position of the object can be detected with high accuracy.
また、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する複数個の距離センサを用いるので、2次元又は3次元に位置する物体の位置検出が画像処理や多数のエリアセンサを用いることなく行え、1点だけの位置検出だけではなく多点の位置計測がメカニカルな首振り装置などを必要とすることなく同時に計測可能となる。 In addition, since a plurality of distance sensors that transmit electromagnetic waves at a predetermined wide angle and measure the distance to the object based on the period of the standing wave formed between the object and the object are used, the position is two-dimensional or three-dimensional. It is possible to detect the position of an object without using image processing and many area sensors, and not only to detect a single point but also to measure multiple points at the same time without requiring a mechanical swing device. Become.
11…距離センサ、12…演算制御装置、13…入力手段、14…メモリ、15…物体存在候補位置判定手段、16…物体虚像除去手段、17…物体位置特定手段、18…出力装置、19…、20…物体、21…壁面、22…円、23…交点
DESCRIPTION OF
Claims (2)
4 or 5 distance sensors that transmit electromagnetic waves at a predetermined wide angle in a three-dimensional direction and measure the distance to the object based on a standing wave formed between the object and 4 or 5 Based on the distance data measured by the distance sensor, the object presence candidate position determination means for determining the candidate position where the object exists, and the object presence candidate position determination means in consideration of the presence condition of the detected object Object virtual image removing means for removing an object existence candidate position representing a virtual image of an object from the object existence candidate position, and an object for identifying the remaining object existence candidate positions removed by the object virtual image removing means as positions where the object exists An object position detecting apparatus comprising: a position specifying unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004096149A JP2005283256A (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Object location detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004096149A JP2005283256A (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Object location detecting apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005283256A true JP2005283256A (en) | 2005-10-13 |
Family
ID=35181822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004096149A Pending JP2005283256A (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Object location detecting apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005283256A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013238616A (en) * | 2006-01-30 | 2013-11-28 | Fujitsu Ltd | Target detection apparatus and system |
WO2020095819A1 (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-14 | 株式会社デンソー | Object detecting device |
WO2023153041A1 (en) * | 2022-02-14 | 2023-08-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Object detection device and object detection method |
-
2004
- 2004-03-29 JP JP2004096149A patent/JP2005283256A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013238616A (en) * | 2006-01-30 | 2013-11-28 | Fujitsu Ltd | Target detection apparatus and system |
WO2020095819A1 (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-14 | 株式会社デンソー | Object detecting device |
JP2020076711A (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | 株式会社Soken | Object detection device |
JP7111586B2 (en) | 2018-11-09 | 2022-08-02 | 株式会社Soken | object detector |
WO2023153041A1 (en) * | 2022-02-14 | 2023-08-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Object detection device and object detection method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6626836B2 (en) | Insertion / extraction support device | |
JP6626837B2 (en) | Insertion / extraction support device | |
US10778902B2 (en) | Sensor control device, object search system, object search method, and program | |
JP2017033429A (en) | Three-dimensional object inspection device | |
CN111353453B (en) | Obstacle detection method and device for vehicle | |
WO2019082563A1 (en) | Object detecting device | |
KR20200010506A (en) | Method and apparatus for determining the location of a static object | |
JP2019144040A (en) | Object monitoring device using sensor | |
CN115565058A (en) | Robot, obstacle avoidance method, device and storage medium | |
JP6626839B2 (en) | Insertion / extraction support device | |
JP2005283256A (en) | Object location detecting apparatus | |
KR20160092289A (en) | Method and apparatus for determining disparty | |
JP5544942B2 (en) | Object information detection system, information detection method, and program | |
JP2014126970A (en) | Vehicle periphery monitoring device and vehicle periphery monitoring method | |
JP6932971B2 (en) | Motion tracking methods, motion tracking programs, and motion tracking systems | |
US20210402616A1 (en) | Information processing apparatus, information processing method, mobile robot, and non-transitory computer-readable storage medium | |
JP2008083995A (en) | Map information processing apparatus and mobile robotic device | |
KR101497396B1 (en) | A system for measuring target location and method for measuring target location using the same | |
JP2018054504A (en) | Position estimation system, and position estimation method | |
JP7121489B2 (en) | moving body | |
JP3976054B2 (en) | Position measurement system | |
KR102139667B1 (en) | Method and device for acquiring information | |
JP2012251895A (en) | Obstacle detector | |
WO2019049627A1 (en) | Spatial recognition device, spatial recognition method, and program | |
CN115097377B (en) | Angle measurement method and related device |