JP2007225342A - Three-dimensional measuring device and autonomously moving device provided with three-dimensional measuring device - Google Patents
Three-dimensional measuring device and autonomously moving device provided with three-dimensional measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007225342A JP2007225342A JP2006044422A JP2006044422A JP2007225342A JP 2007225342 A JP2007225342 A JP 2007225342A JP 2006044422 A JP2006044422 A JP 2006044422A JP 2006044422 A JP2006044422 A JP 2006044422A JP 2007225342 A JP2007225342 A JP 2007225342A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation
- distance data
- dimensional
- angle
- autonomous mobile
- 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
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Description
本発明は、空間の形状(空間内の物体の形状)を3次元で測定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring the shape of a space (the shape of an object in the space) in three dimensions.
空間内の物体の形状を3次元で測定する測定装置として、特許文献1の3次元測定装置が知られている。この3次元測定装置は、光線を走査軸周りに走査することにより光線が走査された走査面上の距離データを測定する距離測定装置と、距離測定装置を走査軸と直交する回転軸周りに回転させる回転装置と、距離測定装置で得られた距離データと回転装置の回転角を用いて3次元距離データを演算する演算装置を有している。
この測定装置では、距離測定装置が光線を照射しながら光線を照射する方向を走査軸周りで変化させる。距離測定装置は、各照射角度において光線を照射し、光線を照射した方向に物体が存在するか否かを検出する。光線を照射した方向に物体が存在する場合には、その物体までの距離を測定する。すなわち、距離測定装置は、光線を照射した走査軸周りでの角度と物体までの距離によって表される2次元距離データを測定する。2次元距離データの測定と同時に、回転装置が回転軸回りに距離測定装置を回転させ、距離測定装置による光線の照射方向が回転軸周りで変更される。その際、回転装置による回転軸周りの回転角(すなわち、距離測定装置が光線を照射した回転軸周りでの角度)がセンサによって検出される。光線を照射した走査軸周りの角度と回転軸周りでの角度が分かれば、光線を照射した方向を特定することができる。このため、演算装置は、距離測定装置で測定された2次元距離データとセンサで検出された回転装置の回転角とを用いて3次元距離データを演算する。
As a measuring apparatus for measuring the shape of an object in space in three dimensions, a three-dimensional measuring apparatus disclosed in Patent Document 1 is known. This three-dimensional measuring device is a distance measuring device that measures distance data on a scanning surface scanned with a light beam by scanning the light beam around a scanning axis, and rotates the distance measuring device around a rotation axis orthogonal to the scanning axis. And a calculation device that calculates three-dimensional distance data using the distance data obtained by the distance measurement device and the rotation angle of the rotation device.
In this measuring device, the distance measuring device changes the direction of irradiating the light beam around the scanning axis while irradiating the light beam. The distance measuring device emits a light beam at each irradiation angle and detects whether or not an object exists in the direction in which the light beam is irradiated. When an object is present in the direction in which the light is irradiated, the distance to the object is measured. That is, the distance measuring apparatus measures two-dimensional distance data represented by an angle around the scanning axis irradiated with the light beam and a distance to the object. Simultaneously with the measurement of the two-dimensional distance data, the rotation device rotates the distance measurement device around the rotation axis, and the irradiation direction of the light beam by the distance measurement device is changed around the rotation axis. At that time, a rotation angle around the rotation axis by the rotation device (that is, an angle around the rotation axis at which the distance measuring device irradiates light) is detected by the sensor. If the angle around the scanning axis irradiated with the light beam and the angle around the rotation axis are known, the direction irradiated with the light beam can be specified. Therefore, the calculation device calculates the three-dimensional distance data using the two-dimensional distance data measured by the distance measurement device and the rotation angle of the rotation device detected by the sensor.
3次元測定装置を他の装置に搭載しようとする場合、3次元測定装置の測定範囲や測定精度等の測定条件を測定目的等に応じて変更することが好ましい。例えば、自律移動装置に3次元測定装置を搭載し、3次元測定装置により障害物を検出しようとする場合、自律移動装置の進行方向の空間形状を測定することが重要となる。従って、3次元測定装置には、自立移動装置の進行方向の空間形状のみを測定するよう測定範囲を限定し、あるいは、進行方向の測定精度(解像度)を高くすることが求められる。しかしながら、特許文献1の測定装置では、測定条件を変更することができないため、自律移動装置にとっては不要な領域まで測定されてしまう。また、必要な解像度を得ようとすると測定に長時間を要してしまうという問題が生じる。
上述したように、特許文献1の3次元測定装置は、測定範囲や測定精度等の測定条件を変更できないため、測定目的に応じた測定をすることができないという問題があった。
When the three-dimensional measurement apparatus is to be mounted on another apparatus, it is preferable to change measurement conditions such as the measurement range and measurement accuracy of the three-dimensional measurement apparatus according to the measurement purpose and the like. For example, when a three-dimensional measuring device is mounted on an autonomous mobile device and an obstacle is to be detected by the three-dimensional measuring device, it is important to measure the spatial shape in the traveling direction of the autonomous mobile device. Accordingly, the three-dimensional measuring device is required to limit the measurement range so as to measure only the spatial shape in the traveling direction of the self-supporting mobile device or to increase the measurement accuracy (resolution) in the traveling direction. However, in the measurement apparatus of Patent Document 1, measurement conditions cannot be changed, and thus an area unnecessary for the autonomous mobile apparatus is measured. In addition, there is a problem that a long time is required for measurement if a desired resolution is obtained.
As described above, the three-dimensional measurement apparatus disclosed in Patent Document 1 has a problem in that measurement according to a measurement purpose cannot be performed because measurement conditions such as a measurement range and measurement accuracy cannot be changed.
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、測定目的等に応じて測定条件を変更することができる3次元測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a three-dimensional measurement apparatus capable of changing measurement conditions according to a measurement purpose or the like.
本発明の3次元測定装置は、光線を走査軸周りに走査することで光線が走査された走査面上の距離データを測定する距離測定装置と、距離測定装置が取付けられ、距離測定装置を走査軸と平行でない回転軸周りに回転させる回転装置と、回転装置の回転角を検出するセンサと、距離測定装置から入力される距離データとセンサから入力される回転角を用いて3次元距離データを演算する演算装置と、回転装置の回転周期及び/又は回転角度範囲を設定する設定手段と、設定された回転周期及び/又は回転角度範囲で回転装置を駆動する回転制御装置と、を有する。
この3次元測定装置では、回転周期及び/又は回転角度範囲が設定手段によって設定され、回転制御装置が設定された回転周期及び/又は回転角度範囲で回転装置を駆動する。従って、設定手段によって距離測定装置が回転する回転周期及び/又は回転角度範囲変更することができる。
距離測定装置が回転する回転周期を変更すると、距離測定装置が回転する角速度が変更される。距離測定装置が回転する角速度が変更されると、距離測定装置が光線を照射する回転軸周りでの角度ピッチが変更される。距離測定装置が光線を照射する角度ピッチは、3次元距離データ測定時の測定ポイントの密度(すなわち、測定の解像度)である。従って、上述の3次元測定装置は、測定目的等に応じて距離測定装置が回転する周期を設定することで、測定の解像度を変更することができる。
また、距離測定装置が回転する回転角度範囲を変更すると、距離測定装置が光線を走査する走査範囲(すなわち3次元距離データの測定範囲)が変更される。従って、上述の3次元測定装置は、測定目的等に応じて距離測定装置の測定範囲を変更することができる。
The three-dimensional measuring apparatus of the present invention is equipped with a distance measuring device for measuring distance data on a scanning surface scanned with a light beam by scanning the light beam around a scanning axis, and the distance measuring device is attached to scan the distance measuring device. 3D distance data using a rotation device that rotates around a rotation axis that is not parallel to the axis, a sensor that detects a rotation angle of the rotation device, distance data that is input from the distance measurement device, and rotation angle that is input from the sensor. An arithmetic device for calculating, a setting means for setting a rotation cycle and / or a rotation angle range of the rotation device, and a rotation control device for driving the rotation device within the set rotation cycle and / or rotation angle range.
In this three-dimensional measuring apparatus, the rotation cycle and / or rotation angle range is set by the setting means, and the rotation control device drives the rotation device within the set rotation cycle and / or rotation angle range. Therefore, it is possible to change the rotation period and / or the rotation angle range in which the distance measuring device rotates by the setting means.
When the rotation period at which the distance measuring device rotates is changed, the angular velocity at which the distance measuring device rotates is changed. When the angular velocity at which the distance measuring device rotates is changed, the angular pitch around the rotation axis at which the distance measuring device irradiates light is changed. The angle pitch at which the distance measuring device irradiates light is the density of measurement points (that is, the resolution of measurement) when measuring three-dimensional distance data. Therefore, the above-described three-dimensional measuring apparatus can change the measurement resolution by setting the period in which the distance measuring apparatus rotates according to the measurement purpose and the like.
When the rotation angle range in which the distance measuring device rotates is changed, the scanning range in which the distance measuring device scans the light beam (that is, the measurement range of the three-dimensional distance data) is changed. Therefore, the above-described three-dimensional measurement apparatus can change the measurement range of the distance measurement apparatus according to the measurement purpose and the like.
上述の3次元測定装置は、回転制御装置が、設定された回転周期及び/又は回転角度範囲を用いて算出された回転軌道に基づいて回転装置を駆動することができる。この場合、算出された回転軌道は、設定された回転角度範囲の中心から所定の角度範囲内では等角速度とされていることが好ましい。
このような構成によれば、回転角度範囲の中心から所定の角度範囲内では、均一な解像度で測定を行うことができる。
In the above-described three-dimensional measuring apparatus, the rotation control apparatus can drive the rotation apparatus based on the rotation trajectory calculated using the set rotation period and / or rotation angle range. In this case, it is preferable that the calculated rotation trajectory has a constant angular velocity within a predetermined angle range from the center of the set rotation angle range.
According to such a configuration, measurement can be performed with uniform resolution within a predetermined angle range from the center of the rotation angle range.
上述の3次元測定装置は、演算装置が、距離測定装置による1走査面上を光線が走査する時間と回転装置の角速度を用いて、センサから入力する回転角を補正して3次元距離データを演算することが好ましい。
このような構成によれば、演算装置への距離測定装置からのデータ入力タイミングと、演算装置へのセンサからのデータ入力タイミングとのずれが補正され、精度よく3次元距離データを演算することができる。
In the above-described three-dimensional measurement apparatus, the arithmetic unit corrects the rotation angle input from the sensor using the time when the light beam scans one scanning plane by the distance measurement apparatus and the angular velocity of the rotation apparatus, and obtains the three-dimensional distance data. It is preferable to calculate.
According to such a configuration, the deviation between the data input timing from the distance measuring device to the arithmetic device and the data input timing from the sensor to the arithmetic device is corrected, and the three-dimensional distance data can be calculated with high accuracy. it can.
また、本発明は、状況に応じて測定条件を変更しながら3次元距離データを測定することによって、障害物を回避しながら目標地点まで移動する自律移動装置を提供する。
すなわち、本発明の自律移動装置は、光線を走査軸周りに走査することで光線が走査された走査面上の距離データを測定する距離測定装置と、距離測定装置が取付けられ、距離測定装置を走査軸と平行でない回転軸周りに回転させる回転装置と、回転装置が搭載される移動体と、回転装置の回転角を検出するセンサと、距離測定装置から入力される距離データとセンサから入力される回転角を用いて3次元距離データを演算する演算装置と、演算装置で演算された3次元距離データを用いて移動体の移動方向及び移動速度を制御する移動体制御装置と、回転装置の回転周期及び/又は回転角度範囲を設定する設定手段と、設定された回転周期及び/又は回転角度範囲で回転装置を駆動する回転制御装置と、を有する。
この自律移動装置でも、設定手段によって回転周期及び/又は回転角度範囲を変更することで、回転装置の回転周期及び/又は回転角度範囲を変更することができる。従って、自律移動装置の状況に応じて設定手段が回転装置の回転周期及び/又は回転角度範囲を変更することで、自律移動装置の状況に応じて距離測定装置の測定条件が変更され、自律移動に必要な3次元距離データを得ることができる。移動体制御装置は、測定した3次元距離データを用いて移動体の移動方向及び移動速度を制御するので、自律移動装置は、障害物を回避しながら目的地点まで移動することができる。
The present invention also provides an autonomous mobile device that moves to a target point while avoiding an obstacle by measuring three-dimensional distance data while changing measurement conditions according to the situation.
That is, the autonomous mobile device of the present invention is equipped with a distance measuring device for measuring distance data on a scanning surface scanned with a light beam by scanning the light beam around a scanning axis, and the distance measuring device. A rotation device that rotates around a rotation axis that is not parallel to the scanning axis, a moving body on which the rotation device is mounted, a sensor that detects a rotation angle of the rotation device, distance data that is input from the distance measurement device, and a sensor that is input. A computing device that computes three-dimensional distance data using the rotation angle, a moving body control device that controls the moving direction and speed of the moving body using the three-dimensional distance data computed by the computing device, A setting unit that sets a rotation cycle and / or a rotation angle range; and a rotation control device that drives the rotation device within the set rotation cycle and / or rotation angle range.
Even in this autonomous mobile device, the rotation cycle and / or the rotation angle range of the rotation device can be changed by changing the rotation cycle and / or the rotation angle range by the setting means. Therefore, the setting means changes the rotation period and / or the rotation angle range of the rotating device according to the status of the autonomous mobile device, so that the measurement conditions of the distance measuring device are changed according to the status of the autonomous mobile device, and autonomous movement 3D distance data necessary for Since the moving body control device controls the moving direction and moving speed of the moving body using the measured three-dimensional distance data, the autonomous moving device can move to the destination point while avoiding obstacles.
上述の自律移動装置は、設定手段が、移動体の移動速度に応じて回転装置の回転周期を設定することが好ましい。
このような構成によると、移動体の速度に応じて、必要な解像度で3次元距離データを測定することができる。例えば、移動体の移動速度が高い場合には回転周期を短くして、解像度は低くなるが短時間で3次元距離データを取得できるようにする。一方、移動体の移動速度が低い場合には回転周期を長くして、時間をかけて解像度の高い3次元距離データを取得する。
In the above-described autonomous mobile device, it is preferable that the setting means sets the rotation cycle of the rotating device according to the moving speed of the moving body.
According to such a configuration, three-dimensional distance data can be measured with a necessary resolution in accordance with the speed of the moving object. For example, when the moving speed of the moving body is high, the rotation period is shortened so that the three-dimensional distance data can be acquired in a short time although the resolution is low. On the other hand, when the moving speed of the moving body is low, the rotation cycle is lengthened and three-dimensional distance data with high resolution is acquired over time.
上述の自律移動装置は、演算装置が、移動体の移動量を用いて3次元距離データを補正することが好ましい。
すなわち、距離測定装置で得られる3次元距離データは自律移動装置の位置を基準とした相対的な位置で表される。従って、自律移動装置が移動しながら3次元距離データを測定すると、基準点が移動することとなるので、そのままでは3次元距離データを正確に測定することができない。
上述の自律移動装置によれば、距離測定装置で得られた3次元距離データを移動体の移動量を用いて補正するため、3次元距離データを絶対的な位置で表すことができる。従って、自律移動装置は移動しながらでも、距離測定装置で正確な3次元形状データを測定することができる。
In the above-described autonomous mobile device, it is preferable that the arithmetic device corrects the three-dimensional distance data using the moving amount of the moving body.
That is, the three-dimensional distance data obtained by the distance measuring device is represented by a relative position with respect to the position of the autonomous mobile device. Therefore, if the three-dimensional distance data is measured while the autonomous mobile device is moving, the reference point moves, so that the three-dimensional distance data cannot be accurately measured as it is.
According to the above-described autonomous mobile device, since the three-dimensional distance data obtained by the distance measuring device is corrected using the moving amount of the moving body, the three-dimensional distance data can be represented by an absolute position. Therefore, the autonomous mobile device can measure accurate three-dimensional shape data with the distance measuring device while moving.
上述の自律移動装置は、自律移動装置の鉛直軸に対する傾斜角を検出するセンサをさらに備え、回転制御装置は、センサで検出された傾斜角に基づいて距離測定装置を回転させる回転角度範囲を修正することが好ましい。
このような構成によれば、自律移動装置が鉛直軸に対して傾斜した場合は、センサで検出された傾斜角に基づいて距離測定装置を回転させる回転角度範囲が修正される。このため、自律移動装置が傾斜していないときと同様の測定範囲(例えば、移動体の進行方向に対して所定の角度範囲内)で、3次元距離データを測定することができる。
The autonomous mobile device described above further includes a sensor that detects an inclination angle with respect to the vertical axis of the autonomous mobile device, and the rotation control device corrects a rotation angle range for rotating the distance measuring device based on the inclination angle detected by the sensor. It is preferable to do.
According to such a configuration, when the autonomous mobile device is tilted with respect to the vertical axis, the rotation angle range for rotating the distance measuring device is corrected based on the tilt angle detected by the sensor. For this reason, three-dimensional distance data can be measured in the same measurement range as when the autonomous mobile device is not tilted (for example, within a predetermined angle range with respect to the traveling direction of the moving body).
下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
(形態1)自律移動装置は、自律移動体と、自律移動体上に搭載された3次元測定装置によって構成される。
(形態2)3次元測定装置は、レーザを走査軸周りに走査することでレーザが走査された走査面上の距離データを測定するレーザレンジセンサと、レーザレンジセンサが取付けられ、レーザレンジセンサを走査軸と直行するピッチ軸周りに回転させる回転装置と、回転装置の回転角を検出するセンサと、レーザレンジセンサから入力される距離データとセンサから入力される回転角を用いて3次元距離データを演算する演算装置と、回転装置の回転周期及び/又は回転角度範囲を設定する設定手段と、設定された回転周期及び/又は回転角度範囲で回転装置を駆動する回転制御部を有する。
(形態3)自律移動体は、4つの車輪を駆動することによって移動する4輪台車と、4輪台車の車輪の回転数を制御することによって4輪台車の移動方向及び移動速度を制御する移動体制御装置によって構成される。
(形態4)回転制御装置は、設定された回転周期及び回転角度範囲を用いて算出された回転軌道に基づいて回転装置を駆動する。
(形態5)算出された回転軌道は、設定された回転角度範囲の中心から所定の角度範囲内では等角速度とされている。
(形態6)3次元測定装置の演算装置は、レーザレンジセンサによる1走査面上をレーザが走査する時間と回転装置の角速度を用いて、センサから入力する回転角を補正して3次元距離データを演算する。
(形態7)演算装置は、レーザレンジセンサによるレーザの走査から演算装置への距離データの入力までの時間遅れに基づいて、センサから入力される回転角を補正して3次元距離データを演算する。
(形態8)設定手段は、移動体の移動速度に応じて回転装置の回転周期を設定する。
(形態9)演算装置は、移動体の移動量を用いて3次元距離データを補正する。
The main features of the embodiments described in detail below are listed first.
(Mode 1) An autonomous mobile device includes an autonomous mobile body and a three-dimensional measuring device mounted on the autonomous mobile body.
(Mode 2) A three-dimensional measuring apparatus is provided with a laser range sensor for measuring distance data on a scanning surface scanned with a laser by scanning the laser around a scanning axis, and a laser range sensor. Three-dimensional distance data using a rotation device that rotates around a pitch axis perpendicular to the scanning axis, a sensor that detects a rotation angle of the rotation device, distance data input from a laser range sensor, and a rotation angle input from the sensor And a setting means for setting a rotation cycle and / or a rotation angle range of the rotation device, and a rotation control unit for driving the rotation device in the set rotation cycle and / or rotation angle range.
(Mode 3) The autonomous mobile body is a four-wheel carriage that moves by driving four wheels, and a movement that controls the moving direction and speed of the four-wheel carriage by controlling the rotation speed of the wheels of the four-wheel carriage. Consists of a body control device.
(Mode 4) The rotation control device drives the rotation device based on the rotation trajectory calculated using the set rotation period and rotation angle range.
(Embodiment 5) The calculated rotation trajectory has a constant angular velocity within a predetermined angle range from the center of the set rotation angle range.
(Mode 6) The arithmetic unit of the three-dimensional measuring device corrects the rotation angle input from the sensor using the time when the laser scans one scanning surface by the laser range sensor and the angular velocity of the rotating device, and corrects the three-dimensional distance data. Is calculated.
(Mode 7) The calculation device calculates three-dimensional distance data by correcting the rotation angle input from the sensor based on the time delay from the scanning of the laser by the laser range sensor to the input of the distance data to the calculation device. .
(Mode 8) The setting means sets the rotation cycle of the rotating device according to the moving speed of the moving body.
(Mode 9) The arithmetic device corrects the three-dimensional distance data using the moving amount of the moving body.
本発明の一実施例に係る自律移動装置について図面を参照して説明する。図1及び図2に示すように、自律移動装置10は、自律移動体16と、自律移動体16上に搭載された3次元測定装置18によって構成されている。
An autonomous mobile device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the autonomous
(A)自律移動体16の構成
自律移動体16は、4輪台車40と、4輪台車40を制御する制御装置14によって構成されている。
4輪台車40は、台車本体42と、台車本体42を支持する4つの車輪44a〜44dによって構成されている。台車本体42上には、3次元測定装置18が搭載されている。車輪44a〜44dにはモータ46a〜46dが接続されている。モータ46a〜46dが回転すると、車輪44a〜44dが回転し、自律移動装置10は移動する。車輪44a〜44dの回転速度を調節することによって自律移動装置10の移動速度を調節でき、左右の車輪44a〜44dの回転速度を変えることで自律移動装置10の移動方向を変更することができる。モータ46a〜46dにはエンコーダ48a〜48dがそれぞれ接続され、エンコーダ48a〜48dによって各モータ46a〜46dの回転量o、p、q、r(すなわち、車輪の回転量)が検出される。エンコーダ48a〜48dは、制御装置14に電気的に接続されている。エンコーダ48a〜48dで検出した車輪の回転量o、p、q、rは制御装置14に入力される。
制御装置14は、CPU,ROM,RAMを備えたマイクロプロセッサ等によって構成されている。制御装置14は、台車本体42に搭載されており、モータ46a〜46d及びエンコーダ48a〜48dと電気的に接続されている。制御装置14には図示しない入力装置が接続され、入力装置によって制御装置14に目的地が設定(入力)される。また、制御装置14は、後述する3次元測定装置18の制御装置52と電気的に接続されている。後で詳述するが、3次元測定装置18の制御装置52は3次元マップを算出し、3次元マップは制御装置14へ入力される。制御装置14は、入力された3次元マップ及び目的地に基づいて、モータ46a〜46dの目標回転速度を算出する。そして、エンコーダ48a〜48dから入力される回転量o、p、q、rに基づいて算出される各モータ48a〜48dの回転速度と、算出された目標回転速度との偏差に基づいて、各モータ48a〜48dに制御指令値を出力する。各モータ48a〜48dが制御指令値に基づいて駆動させることで、自律移動装置10は目的地に向かって移動する。
また、制御装置14は、3次元測定装置18の測定条件(詳しくは、後述する回転装置30の回転周期T、回転角度範囲W及び回転中心C)を設定し、設定した測定条件を制御装置52に入力する。また、制御装置14は、エンコーダ48a〜48dから入力される回転量o,p,q,rに基づいて自律移動体16の位置及び進行方向を算出し、算出された自律移動体16の位置及び進行方向を制御装置52に入力する。
(A) Configuration of
The four-
The
The
(B)3次元測定装置18の構成
3次元測定装置18は、レーザレンジセンサ20と、レーザレンジセンサ20を回転させる回転装置30と、制御装置52によって構成されている。回転装置30及び制御装置52は、4輪台車40上に設置されている。レーザレンジセンサ20は、回転装置30上に取付けられている。
(B) Configuration of
(B−1)回転装置30の構成
回転装置30は、フレーム35と、モータ37と、モータ37の回転角度を検出するエンコーダ38によって構成される。
フレーム35は、4輪台車40上に固定されている基台部35aと、基台部35aの両端から上方にそれぞれ伸びる二つの縦フレーム35b、35cによって構成されている。縦フレーム35b,35cの先端近傍にはそれぞれ貫通孔36a,36bが形成されている(図3参照)。貫通孔36a,36bには、後述するレーザレンジセンサ20の軸部22a、22bがそれぞれ挿入される。軸部22a,22bが縦フレーム35b,35cの貫通孔36a,36bにそれぞれ取付けられると、レーザレンジセンサ20が縦フレーム35b,35c間に回転可能に支持される(詳細には、図1に示す回転軸32周りに回転可能に支持される)。
縦フレーム35bにはモータ37が設置されている。モータ37は、レーザレンジセンサ20の軸部22aに接続されている。モータ37が回転すると、それに応じて軸部22aが回転し、軸部22aが回転することでレーザレンジセンサ20が縦フレーム35b,35cに対して回転軸32周りに回転する。モータ37は、制御装置52と電気的に接続され、制御装置52から出力される制御指令値に基づいて回転する。したがって、制御装置52によってレーザレンジセンサ20を回転させる回転周期T及び回転範囲W及び回転範囲中心Cは変更可能とされている。
モータ37には、モータ37の回転角度θ(レーザレンジセンサ20から出射されるレーザがx軸となす角度θ(以下、鉛直角度θともいう)(図11参照))を検出するエンコーダ38が接続されている。エンコーダ38は、制御装置52と電気的に接続されており、エンコーダ38が検出したレーザレンジセンサ20の鉛直角度θは制御装置52に入力される。
(B-1) Configuration of Rotating
The
A
Connected to the
(B−2)レーザレンジセンサ20の構成・作用
レーザレンジセンサ20は、レーザが出射される角度φ(レーザがy軸となす角度φ(以下、水平角度φともいう)(図3参照))を0°〜180°の間で変化させながらレーザを走査し、レーザを走査した走査面上の距離データを測定する。レーザレンジセンサ20によるレーザを出射する水平角度φの変更と同時に回転装置30によるレーザを出射する鉛直角度θを変更することで、レーザレンジセンサ20は水平角度φ=0°〜180°及び鉛直角度θ1〜θ2の回転範囲内にレーザを走査し、距離データを測定する。なお、レーザを鉛直方向に変化させる角度範囲θ1〜θ2は、制御装置14によって設定される。
(B-2) Configuration and Action of
図3は、レーザレンジセンサ20の内部構造を模式的に示す図である。図3に示すように、レーザレンジセンサ20は、フレーム22と、フレーム22内に配置された距離測定ユニット24、ミラー25、ミラー25を回転させるモータ28、及びモータ28の回転角度を検出するエンコーダ28aから構成されている。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the internal structure of the
フレーム22の後面側(図3における左側)の断面は方形状に形成され、正面側(図3における右側)の断面は後述する回転軸23を中心とする半円状に形成されている。
フレーム22の方形状の部分の側面22c、22dには軸部22a、22bが形成されている。上述したように、軸部22a、22bは、回転装置30の縦フレーム35b、35cの貫通孔36a、36bにそれぞれ挿入されている。フレーム22の半円状の部分の側面22eは全面にわたって開口し、その開口部は樹脂部材27によって閉じられている。樹脂部材27は、波長が900nm前後の赤外線光はよく透過するが、その他の波長の光はカットする樹脂材料によって形成されている。樹脂部材27は、レーザレンジセンサ20の内部に外部の光が入射するのを防止し、レーザレンジセンサ20の誤動作を防止する。
A cross section on the rear side (left side in FIG. 3) of the
フレーム22の内部であって半円形側面22eの中心に対応する箇所にはミラー25が配置されている。ミラー25の板厚は非常に薄く、ミラー25の表面及び裏面は鏡面状に形成されている。ミラー25は、回転軸23に取付けられており、回転軸23の回転に伴って回転するようになっている。回転軸23にはモータ28が接続されている。モータ28は、ミラー25を予め設定された周期(本実施例では、26.4msec)で回転させる。モータ28にはモータ28の回転角度を検出するエンコーダ28aが取り付けられている。すなわち、エンコーダ28aは、ミラー25の回転角度ψ(レーザを出射する水平角度φ)を検出する。エンコーダ28aの検出分解能は0.5°である。従って、エンコーダ28aは、ミラー25の回転角度ψが0.5°の整数倍となるタイミングでその回転角度ψを検出する。エンコーダ28aは、距離測定ユニット25と電気的に接続されており、エンコーダ28aが検出したミラー25の回転角度ψは距離測定ユニット25に入力されるようになっている。
A
ミラー25から見てψ=180°の方向には距離測定ユニット24が配されている。図4に示すように、距離測定ユニット24は、レーザ光源24a、受光素子24b、演算装置26、及びレンズ部24cを備えており、これらは筐体24d内に設置されている。
A
レーザ光源24aは、波長900nm前後の赤外線レーザ光を出射する。レーザ光源24aは、演算装置26によって制御され、所定のタイミングでレーザ光を出射する。
The
受光素子24bは、レーザ光源24aから出射するレーザ光が、直接、入射されない位置に配置されている。受光素子24bは、900nm前後の波長の光に対して高感度な受光素子であり、所定以上の強度の光を受けるとONする。また、受光素子24bは演算装置26と電気的に接続されており、受光素子24bの出力値は演算装置26に入力されるようになっている。
The
筐体24dのミラー25側の側面は、その一部が開口しており、その開口部にレンズ部24cが配置されている。レンズ部24cは、レンズ及びミラー等によって構成された光学部品である。レンズ部24cは、レーザ光源24aから出射するレーザ光をミラー25に導く。ミラー25に入射した光は、ミラー25で反射され、レーザレンジセンサ20外に照射される。また、レーザレンジセンサ20内に入射する光は、ミラー25で反射されてレンズ部24cに導かれ、レンズ部24dから受光素子24bへ導かれる。
A part of the side surface of the
図5に示すように、演算装置26には、レーザ光源24a、受光素子24b及びエンコーダ28aが電気的に接続されている。演算装置26は、レーザ光源24aを駆動し、受光素子24b及びエンコーダ28aからの信号を処理する。演算装置26は、さらに、制御装置52とUSBケーブル60によって接続されている。
演算装置26は、制御部26a、センシング部26b、カウント部26c、記憶部26d、及び演算部26eを備えている。カウント部26cは、電源がONされてからの経過時間をカウントし続ける。制御部26aは、エンコーダ28aが検出するミラー25の回転角度ψを検出し、回転角度ψを検出すると同時にレーザ光源24aをパルス的に駆動する。これにより、エンコーダ28aの回転角度ψの検出タイミングに同期してレーザ光源24aからレーザ光がパルス的に出射される。また、制御部26aはレーザ光を出射すると同時に、カウント部26cの時間データjを読み取る。制御部26aが検出する回転角度ψ及び時間データjは記憶部26dに記憶される。センシング部26bは、受光素子24bの検出信号を読取る。読取った時間データkは記憶部26dに記憶される。演算部26eは、記憶部26dに記憶されている回転角度ψ、時間データj、kから、レーザ光の照射角度φと、そのレーザ光が反射された位置(障害物等の物体)とレーザレンジセンサ20間の距離dを算出する(図12参照)。
As shown in FIG. 5, a
The
図6を参照してレーザレンジセンサ20の動作について説明する。レーザレンジセンサ20が起動すると、モータ28が回転して、ミラー25が26.4msecの周期で回転する。ミラー25の回転角度ψは、エンコーダ28aによって検出される。すなわち、エンコーダ28aは、ミラー25の回転角度ψが0.5°の整数倍となるタイミングでその回転角度ψを検出し、その回転角度ψを演算装置26へ入力する。モータ28はミラー25を26.4msecの周期で回転させているため、エンコーダ28aが回転角度ψを検出する周期は、26.4msec/360/2≒36.7μsecとなる。なお、ミラー25は表裏が同様に鏡面状に形成されており、表裏の区別が無い。従って、ミラー25の回転角度ψ=0°の場合と回転角度ψ=180°の場合とでは、ミラー25は全く同じ状態になっているとみなせる。従って、演算装置26は、エンコーダ28aが検出する回転角度がψ=180°となると、回転角度ψ=0°と判定する。
The operation of the
レーザレンジセンサ20が起動すると、まず、制御部26aはエンコーダ28aが検出したミラー25の回転角度ψを読み取り(ステップS2)、読取った回転角度ψが0°であるか否かを判定する(ステップS4)。回転角度ψが0°で無い場合(ステップS4でNO)は、制御部26aは、回転角度ψが0°となるまでステップS2とステップS4を繰り返し実施する。一方、回転角度ψが0°であると判定する(ステップS4でYES)と、その旨を示すデータMをUSBケーブル60に出力し、ステップS6に進む。なお、USBケーブル60に出力されたデータMは制御装置52に入力される。
When the
ステップS6に進むと、記憶部26dが現在の回転角度ψが0°であることを記憶する。記憶部26dに回転角度ψ=0°であることを記憶するのとほぼ同時に、制御部26aはレーザ光源24aのパルス駆動を開始する(ステップS8)。これにより、レーザ光源24aからレーザ光がパルス的に出射される。
ステップS8でレーザ光源24aを駆動させると、それと同時に制御部26aはカウント部26cでカウントされている時間データjを読み取る(ステップS10)。読み取った時間データjは記憶部26dに記憶される。その際、記憶部26は、時間データjをステップS6で記憶した回転角度ψと関連付けて記憶する。
In step S6, the
When the
次に、制御部26bは、受光素子24bがONしたか否かを判定する(ステップS12)。すなわち、ステップS8でレーザ光源24aからレーザ光が出射されると、そのレーザ光はレンズ部24dを通って距離測定ユニット24の外部へ出射される。距離測定ユニット24の外部に出射されたレーザ光は、ψ=180°の方向からミラー25(詳細には、回転軸23近傍部分(以下、レーザ原点23aという))に入射する。ミラー25に入射したレーザ光は、ミラー25に対する入射角と、ミラー25からの出射角が等しくなるように反射される。上述したとおり、距離測定ユニット24は固定されている。一方、ミラー25は回転軸23を中心に回転する。従って、ミラー25で反射したレーザ光の反射方向は、ミラー25の回転角度ψによって決まる。ミラー25で反射したレーザ光の反射方向を、図3における角度φで表すと、φ=2ψが成立する。
上述の計算式から明らかなように、ミラーの回転角度ψが0°〜90°の場合にはレーザの出射角度φは0°〜180°となる。また、回転角度ψが90°〜180°の場合には、ステップS4の判定によって、レーザ光源24aからレーザが出射されない。従って、レーザ光源24aから出射されたレーザ光は、角度φ=0°〜180°となる方向へ反射される。
Next, the
As is clear from the above calculation formula, when the mirror rotation angle ψ is 0 ° to 90 °, the laser emission angle φ is 0 ° to 180 °. When the rotation angle ψ is 90 ° to 180 °, the laser is not emitted from the
ミラー25のレーザ原点23aで反射されたレーザ光は、樹脂部材27に入射する。樹脂部材27は、上述の通り、ミラー25の回転軸23を中心とした半円状に形成されており、また、波長900nm前後の光を透過する。従って、レーザ原点23aで反射したレーザ光は樹脂部材27に対して垂直に入射し、樹脂部材27内を透過して外部に出射される。すなわち、レーザレンジセンサ20から水平角度φとなる方向へレーザ光が出射される。
The laser beam reflected by the
レーザレンジセンサ20からレーザ光が出射された方向に物体が存在すると、その物体にレーザ光が照射され、その物体によってレーザ光の乱反射が起きる。乱反射したレーザ光の一部は、レーザレンジセンサ20内に戻ってミラー25によって反射され、距離測定ユニット24のレンズ部24cを介して受光素子24bに導かれる。受光素子24bに導かれる光は、レーザ光源24aからのレーザ光が乱反射された光であるため、その波長は900nm前後である。受光素子24bは900nm前後の波長の光に対して高感度であるので、受光素子24bが乱反射されたレーザ光を受けるとONする。一方、レーザレンジセンサ20からレーザ光が出射された方向に物体が存在しないと、物体によるレーザ光の乱反射が生じないため、受光素子24bはONしない。したがって、ステップS12で、制御部26aは受光素子24bがONしたか否かを判定する。
If an object is present in the direction in which the laser beam is emitted from the
受光素子24bがONした場合(すなわち、受光素子24bの出力信号をセンシング部26bが検出した場合(ステップS12でYES))、制御部26aは、受光素子24bがONしたことを検出すると同時に、カウント部26cでカウントされている時間データkを読み取り、読み取った時間データkを記憶部26dに記憶する(ステップS14)。その際、記憶部26dには、読取った時間データkをステップS6で記憶された回転角度ψと関連付けて記憶される。すなわち、記憶部26dには、回転角度ψ及び時間データj及び時間データkとによって構成される距離データAが記憶される。
受光素子24bがONしていない場合(ステップS12でNO)は、制御部26aはステップS8を実行してからの経過時間が所定時間t(エンコーダ28aが回転角度ψを検出する周期である36.7μsecよりも短い時間に設定されている。)を経過したか否かを判定する(ステップS16)。所定時間を経過していない場合(ステップS16でNO)は、ステップS12に戻って、ステップS12からの処理を繰返す。一方、所定時間を経過している場合(ステップS16でYES)は、制御部26aはレーザ光を出射した方向に物体が存在しないと判定し、ステップS10で記憶した時間データjを記憶部26dから消去して、ステップS6で記憶したミラー25の回転角度ψについての距離データAをL(=レーザレンジセンサ20の検出限界距離)とする(ステップS18)。
When the
When the
ステップS20に進むと、制御部26aはエンコーダ28aが再びミラー25の回転角度ψを検出するまで待機し、エンコーダ28aが回転角度ψを検出すると、制御部26aがその回転角度ψを読み取る(ステップS20)。次いで、制御部26aはステップS20で読み取った回転角度ψが、90.5°であるか否かを判定する(ステップS22)。回転角度ψが90.5°で無い場合(ステップS22でNO)は、ステップS6に戻って、ステップS6からの処理が実行される。これにより、記憶部26dにはステップS20で読取った回転角度ψについての距離データAが記憶されることとなる。
In step S20, the
以上のように、回転角度ψ=90.5°となるまでは、演算装置26によってステップS6〜ステップS22が繰り返し実行される。上述の処理は、回転角度ψ=0°からψ=90°の間で0.5°ピッチで実行される。上述の通り、ミラー25の回転角度ψと、レーザ光の放出角度φはφ=2ψの関係である。従って、レーザ光は、φ=0°から180°の間で1°ピッチでレーザレンジセンサ20から出射されて、そのたびに距離データAの測定が実行される。
As described above, steps S6 to S22 are repeatedly executed by the
回転角度ψ=90.5°となった場合(ステップS22でYES)は、演算部26eが、記憶部26dに記憶されている各距離データAを用いて、レーザレンジセンサ20からレーザを出射した水平角度φと、レーザレンジセンサ20からレーザ光が照射された物体までの距離dを算出する(ステップS24)。すなわち、角度φは、上述した通り、φ=2ψによって求められる。距離dは、時間データjと時間データkの時間差によって求められる(具体的には、d=(k−j)/c(=光速)となる)。
演算部26eは、記憶部26dに記憶されている全ての距離データAに対して上記の演算を実行し、角度φ及び距離dによって構成される距離データBに変換する。変換された各距離データBは記憶部26dに記憶される。
When the rotation angle ψ = 90.5 ° (YES in step S22), the
The
ステップS26に進むと、ステップS24で変換された全ての距離データBが、USBケーブル60を介して制御装置52に出力される(ステップS26)。距離データBが制御装置52へ転送されると、演算部26eは、記憶部26dに記憶されている各距離データA及び各距離データBを消去する(ステップS28)。
In step S26, all the distance data B converted in step S24 are output to the
ステップS24〜S28を実行している間も、モータ28によってミラー25は回転されている。ステップS24〜S28の処理は、ミラー25が回転角度ψ=90.5°からψ=180°(すなわちψ=0°)となるまでの間に実行されて終了する。ステップS28が終了した後も、ミラー25は回転され、その間も、制御部26aはエンコーダ28aによってミラー25の回転角度ψを検出し(ステップS30)、ミラー25の回転角度ψが180°となったか否かを判定する(ステップS32)。ミラー25の回転角度ψが180°とならない場合(ステップS32でNO)はステップS30に戻り、ミラー25の回転角度ψ=180°となる(ステップS32でYES)と、制御部26aは、ψ=180°をψ=0°とし(ステップS33)、ステップS6に戻って、ステップS6からの処理が再び実行される。なお、ステップS32においてもステップS4と同様に、制御部26aは、ψ=0°とすると、その旨を示すデータMをUSBケーブル60を介して制御装置52に出力する。
The
以上の説明から明らかなように、レーザレンジセンサ20は、ミラー25の回転角度ψが0°〜90°の期間にステップS6〜S22を繰り返し実行する。これによって、レーザ原点23aから水平角度φ=0°〜180°の方向へレーザ光を出射し、距離データAが測定される。また、ミラー25の回転角度ψが90°〜180°の期間にステップS24〜S26を実行して、距離データBを算出し、各距離データBを制御装置52へ転送する。レーザレンジセンサ20が、距離データAの測定と、距離データBの算出と、距離データBの転送を繰り返し実行することによって、所定周期で制御装置52へ距離データBが転送される。
As is apparent from the above description, the
また、レーザレンジセンサ20は、距離データを測定している間も、回転装置30によって鉛直方向に回転されている。回転装置30によって回転されることによって、レーザレンジセンサ20がレーザを出射する鉛直角度θが変更される。従って、レーザレンジセンサ20は、鉛直角度θを変更しながら水平角度φ=0°〜180°の範囲内で距離データを測定することとなる。従って、回転装置30によって鉛直角度θの回転範囲を変更することで、レーザレンジセンサ20の測定範囲を変更することができる。
Further, the
(B−3)制御装置52の構成
制御装置52は、CPU,ROM,RAMを備えたマイクロプロセッサ等によって構成されている。制御装置52は、レーザレンジセンサ20とUSBケーブル60によって接続され、また、回転装置30及び制御装置14と電気的に接続されている。
図2に示すように、制御装置52は、レーザレンジセンサ20から入力される距離データB等を用いて3次元距離データを算出する演算部52aと、回転装置30を制御する回転制御部52bと、レーザレンジセンサ20から入力される距離データを記憶する記憶部52cを有する。
(B-3) Configuration of
As shown in FIG. 2, the
回転制御部52bは、自律移動体16の制御装置14によって設定される回転角度範囲W、回転中心C、回転周期Tに基づいて回転軌道を生成する。また、回転制御部52bは、生成した回転軌道に基づいて回転装置30に制御指令値を出力する。これにより、回転装置30は、生成された回転軌道でレーザレンジセンサ20を回転させることとなる。
The
回転制御部52bは、制御装置14によって設定される回転角度範囲W、回転中心C、回転周期Tに基づいて上方最大角度及び下方最大角度を算出する。上方最大角度はC+Wによって得られる。下方最大角度はC−Wによって得られる。そして、得られた上方最大角度及び下方最大角度を時間軸に対してTの周期で配置して回転軌道を生成する。具体的には、上方最大角度及び下方最大角度となるタイミングの前後の所定期間を徐変期間Dとし、徐変期間Dでは回転角速度dθ/dtを一定の回転角加速度で変化させ、また、その他の期間を定角速度期間Eとし、定角速度期間Eでは回転角速度dθ/dtを一定角速度とするように回転軌道を生成する。
図7、図8は、回転制御部52bによって生成されるレーザレンジセンサ20の回転軌道の例である。図7は、回転角度範囲W=W1、回転中心C=0、回転周期T=T1に設定されたときの回転軌道である。図7に示す回転軌道では、上方最大角度が0+W1=W1、下方最大角度が0−W1=−W1となっている。徐変期間Dでは一定の回転角加速度で回転角速度が変化し、定角速度期間Eでは回転角速度がdθ1/dt(=一定)とされている。
図8は、回転角度範囲W=W2、回転中心C=−W2、回転周期T=T2に設定されたときの回転軌道である。図8に示す回転軌道では、上方最大角度が−W2+W2=0、下方最大角度が−W2−W2=−2W2となっている。叙変期間Dでは一定の回転角加速度で回転角速度が変化し、定角速度期間Eでは回転角速度がdθ2/dtとされている。
The
7 and 8 are examples of the rotation trajectory of the
FIG. 8 shows the rotation trajectory when the rotation angle range W = W 2 , the rotation center C = −W 2 , and the rotation period T = T 2 . In the rotation trajectory shown in FIG. 8, the maximum upper angle is −W 2 + W 2 = 0 and the maximum downward angle is −W 2 −W 2 = −2W 2 . In the transformation period D, the rotational angular velocity changes with a constant rotational angular acceleration, and in the constant angular velocity period E, the rotational angular velocity is dθ 2 / dt.
回転制御部52bは、回転軌道を生成すると、その回転起動に基づいて回転装置30に制御指令値を出力する。したがって、回転装置30は、その回転軌道でレーザレンジセンサ20を回転させる。上述したように、レーザレンジセンサ20は鉛直角度θの方向にレーザを射出する。従って、レーザレンジセンサ20は上方最大角度から下方最大角度の間にレーザ光を走査する。すなわち、上方最大角度から下方最大角度の間の角度範囲がレーザレンジセンサ20の測定範囲となる。
また、レーザレンジセンサ20が回転する角速度dθ/dtが変更されると、レーザレンジセンサ20がレーザ光を放出する角度θ方向での角度ピッチが変更される。レーザレンジセンサ20がレーザ光を放出する角度ピッチは、距離データの測定ポイントの密度(すなわち、測定の解像度)である。すなわち、回転角度範囲W、回転中心C、回転周期Tを設定することによって、レーザレンジセンサ20の回転角速度dθ/dtが変更され、これによって、レーザレンジセンサ20の測定解像度を変更することができる。
また、回転制御部52bは、定角速度期間Eでは、回転角速度dθ/dtを一定角速度となるようにレーザレンジセンサ20を回転させる。従って、回転範囲中心Cから所定角度範囲内では、一定の解像度で距離データを測定することができる。
When the
When the angular velocity dθ / dt at which the
Further, in the constant angular velocity period E, the
なお、上述した回転角度範囲W、回転中心C及び回転周期Tは、自律移動装置10の移動速度に基づいて制御装置14が設定する。すなわち、自律移動体16の制御装置14は、エンコーダ48a〜48dで検出される検出結果に基づいて自律移動体16の移動速度を算出する。そして、算出された移動速度に基づいて、回転角度範囲W、回転中心C及び回転周期Tを設定する。これによって、回転制御部52bは、自律移動体16の移動速度に応じた回転軌道を生成し、その回転軌道に基づいてレーザレンジセンサ20を回転させる。
Note that the rotation angle range W, the rotation center C, and the rotation period T described above are set by the
本実施例では、自律移動体16の移動速度が速い場合には回転角度範囲Wを狭く設定し、移動速度が遅い場合には回転角度範囲Wを広く設定する。これによって、自律移動体16の移動速度が遅い場合には広い角度範囲の距離データが測定され、自律移動体16の移動速度が速い場合には必要最小限の範囲の距離データだけが測定される。
また、自律移動体16の移動速度が速い場合には、回転中心Cを下方向(すなわち路面方向)に設定し、遅い場合には正面方向に設定する。これによって、自律移動装置10の移動速度が速い場合には、自律移動体16が走行する路面上の距離データが主に測定される。
また、自律移動体16の移動速度が速い場合には回転周期Tを短く設定し、移動速度が遅い場合には長く設定する。すなわち、自律移動体16の移動速度が速い場合には回転角速度dθ/dtが大きくなり、自律移動体16の移動速度が遅い場合には回転角速度dθ/dtが小さくなる。これによって、自律移動体16の移動速度が速い場合には、より早く障害物を検知することができる。
In this embodiment, when the moving speed of the autonomous
Further, when the moving speed of the autonomous
Moreover, when the moving speed of the autonomous
上述した図7は自律移動体16の移動速度が遅い場合の回転軌道であり、図8は自律移動体16の移動速度が速い場合の回転軌道である。図7、図8を比較すると、図7の回転角度範囲W1は図8の回転範囲W2よりも大きく設定されている。従って、図7の回転軌道では、より広い範囲の距離データが測定される。また、図7では回転中心C=0とされているのに対し、図8では回転中心C=−Wとされている。従って、図8の回転軌道では床面を中心に測定される。また、図8の回転周期T2は図7の回転範囲T1よりも短く設定されている。従って、図8の回転軌道では、より早く障害物を検知することができる。
7 described above is a rotation trajectory when the movement speed of the autonomous
演算部52aは、制御装置14から入力される自律移動体16の位置及び進行方向と、記憶部52cに記憶されている距離データBと、鉛直角度θから3次元距離データを算出して3次元マップを生成する。演算部52aが算出した3次元マップは、制御装置14へ出力される。
The
図9〜図12を用いて、演算部52aの動作について説明する。図10に示すように、自律移動装置10は水平な平面上に置かれた状態で起動される。図10の位置Aは、自律移動装置10が起動された時の位置である。
図9に示すように、自律移動装置10が起動されると、まず、演算部52aが原点の設定を行う(ステップS34)。すなわち、演算部52aは、起動時の位置(図10における位置A)を原点に設定する(詳細には、自律移動装置10の回転軸32上の中点34(基準点34)を原点に設定する)。また、演算部52aは、起動時の自律移動装置10の正面方向をx軸、垂直方向をz軸、x軸及びz軸に対して直交する方向をy軸としたxyz座標系を設定する。
The operation of the
As shown in FIG. 9, when the autonomous
自律移動装置10が起動すると、レーザレンジセンサ20が距離データの取得を開始するとともに、レーザレンジセンサ20が回転装置30によって回転される。上述したように、レーザレンジセンサ20は、USBケーブル60を介して演算部52aにデータM(すなわち、レーザレンジセンサ20のミラー25の回転角度ψが0°である旨を示すデータ)を出力する(ステップS36)。
When the autonomous
演算部52aにデータMが入力されると、演算部52aは回転装置30が検出する鉛直角度θを読取る(ステップS38)。鉛直角度θの読み取りは、データMの入力と略同時に行われる。従って、演算部52aが読取る鉛直角度θは、レーザレンジセンサ20がφ=0°の方向にレーザを出射したときの鉛直角度θである。
When the data M is input to the
また、演算部52aは、自律移動体16の制御装置14から、自律移動装置10の位置(a,b)及び向きVを読取る(ステップS42)。既に説明したように、位置(a,b)は基準点34を基準に算出され、上述のxyz座標系におけるx座標、y座標によって表されており、向きVはx軸に対する角度Rによって表されている。なお、ステップS42で読取った位置(a,b)及び角度Rは、レーザレンジセンサ20がφ=0°の方向にレーザを出射したときのものとなる。
Moreover, the calculating
上述したように、レーザレンジセンサ20は、データMを出力すると、φ=0°〜180°の間にレーザ光を走査させて、各出射角度φにおける距離データAを取得する。そして、φ=0°〜180°における全ての距離データAを取得した後に、各距離データAから距離データBを算出する。レーザレンジセンサ20は各距離データBを算出すると、それらの距離データBをUSBケーブル60を介して制御装置52に出力する。制御装置52に入力された各距離データBは記憶部52cに入力される(ステップS44)。
As described above, when the
記憶部52cに各距離データBが入力されると、演算部52aは、距離データBと、位置(a,b)と、角度Rと、鉛直角度θに基づいて、3次元距離データの演算を行う。以下に、3次元距離データの演算方法について説明する。
When each distance data B is input to the
ステップS46では、演算部52aが、記憶部52cに記憶されている各距離データBの中から、演算を行う距離データBを1つ選択する。このとき、演算部52aは、記憶部52cに記憶されている各距離データBの中から、出射角度φが最も小さい距離データBを選択する。
In step S46, the
ステップS48では、ステップS46で選択した距離データBの出射角度φに基づいて鉛直角度θを補正する。すなわち、ステップS38で演算部52aが読取った鉛直角度θは、出射角度φ=0°の際の鉛直角度θである。レーザレンジセンサ20は、φ=0°からφ=180°までレーザ光を走査している間も、回転装置30によって回転され、鉛直角度θは変更されている。従って、鉛直角度θを用いてφ=0°以外の距離データBを演算すると、演算結果に誤差が生じる。従って、鉛直角度θを補正する。鉛直角度θの補正は以下の計算式によって行われる。
θ’ =θ+(dθ/dt)・td
ここで、θ’ は補正後の鉛直角度であり、dθ/dtはθを検出した時のレーザレンジセンサ20が回転する角速度であり、tdは鉛直角度θが読取られた時間と、距離データBが検出された時間との時間差である。本実施例では、レーザレンジセンサ20がφ=0°〜180°の区間にレーザ光を走査する時間は6.6msecであるので、td=φ/180×6.6となる。
なお、ステップS42で演算部52aが読取った位置(a,b)及び角度Rも、出射角度φ=0°のときのデータである。従って、位置(a,b)及び角度Rを補正するようにしてもよい。ただし、本実施例では、自律移動装置10の移動速度が遅く、レーザレンジセンサ20が距離データを測定する周期の間に自律移動装置10が移動する量が少ないため、位置(a,b)及び角度Rを補正しなくても誤差はほとんど生じない。従って、本実施例では位置(a,b)及び角度Rの補正を行っていない。
In step S48, the vertical angle θ is corrected based on the emission angle φ of the distance data B selected in step S46. That is, the vertical angle θ read by the
θ ′ = θ + (dθ / dt) · td
Here, θ ′ is a corrected vertical angle, dθ / dt is an angular velocity at which the
The position (a, b) and the angle R read by the
演算部52aは、鉛直角度θの補正を行うと、レーザレンジセンサ20が出射したレーザ光が照射された物体の、自律移動装置10に対する相対位置を算出する(ステップS50)。
相対位置の算出は、距離データB(すなわち、出射角度φと距離d)と、補正後の鉛直角度θ’を演算することによって行われる。また、相対位置は、自律移動装置10の現在の位置(図10における位置B)における基準点34を原点とし、自律移動装置10の現在の進行方向をx’軸、垂直方向をz’軸、x’軸及びz’軸に直行する方向をy’軸としたx'y’z’座標系によって表される。
相対座標(x’,y’,z’)は、図11、図12に示す基準点34とレーザ原点23aとのオフセットベクトルOと、レーザの発振軌道を示すベクトルLとの和によって求められる。オフセットベクトルOのパラメータ(x’o,y’o,z’o)は、レーザレンジセンサ20と回転装置30との取り付け寸法により決まる定数x’o1及びz’o1 (図11参照)と鉛直角度θ’ によって求めることができる。すなわち、
When correcting the vertical angle θ, the
The relative position is calculated by calculating the distance data B (that is, the emission angle φ and the distance d) and the corrected vertical angle θ ′. The relative position is based on the
The relative coordinates (x ′, y ′, z ′) are obtained by the sum of the offset vector O between the
なお、αは、オフセットベクトルOとベクトルLとがなす角度である。
また、ベクトルLのパラメータ(x’L,y’L,z’L)は、距離d及び出射角度φ及び鉛直角度θ’ によって求めることができる。すなわち、
Α is an angle formed by the offset vector O and the vector L.
Further, the parameters (x ′ L , y ′ L , z ′ L ) of the vector L can be obtained from the distance d, the emission angle φ, and the vertical angle θ ′. That is,
従って、レーザが照射された物体の自律移動装置10に対する相対座標(x’,y’,z’)は、下記の通りとなる。
Accordingly, the relative coordinates (x ′, y ′, z ′) of the object irradiated with the laser with respect to the autonomous
演算部52aは、相対座標(x’,y’,z’)を算出すると、相対座標(x’,y’,z’)から、レーザが照射された物体のxyz座標系における絶対座標(x,y,z)を算出する(ステップS52)。絶対座標(x,y,z)は、レーザが照射された物体の絶対位置を示す3次元距離データである。座標(x,y,z)は、座標(x’,y’,z’)を、自律移動装置10の位置(a、b)及び自律移動装置10の進行方向Vとx軸とがなす角度Rを用いて座標変換することで求められる。すなわち、
When the
演算部52aは、3次元距離データ(x,y,z)を算出すると、ステップS34で設定したxyz座標に、算出した3次元距離データ(x,y,z)をプロットする(ステップS54)。3次元距離データ(x,y,z)をプロットすると、演算部52aはステップS46で選択した距離データBを記憶部52cから消去する(ステップS56)。距離データBを記憶部52cから消去すると、演算部52aは記憶部52cに距離データBが存在しているか否かを判定する(ステップS58)。
記憶部52cに距離データBが存在している場合(ステップS58でYES)には、ステップS46に戻って、ステップS46からの処理を実行する。これによって、全ての距離データBについて3次元距離データ(x,y,z)が算出される。一方、記憶部52cに距離データBが存在していない場合(ステップS58でNO)には、演算部52aはプロットした3次元マップを制御装置14へ出力し(ステップ60)、ステップS36に戻り、ステップS36からの処理を実行する。
When calculating the three-dimensional distance data (x, y, z), the
If the distance data B exists in the
以上の処理によって、記憶部52cに記憶された全ての距離データBから3次元距離データ(x,y,z)が算出される。算出された各3次元距離データ(x,y,z)は、ステップS54によってxyz座標にプロットされる。これによって、xyz空間の形状を表す3次元マップが作成される。
なお、ステップS46〜S60の処理は、レーザレンジセンサ20が各距離データBをUSBケーブル60に出力(図6のステップS26)してから、次の測定期間が開始される(すなわち、図6のステップS32のデータMの出力)までの間に実行される。従って、演算部52aがステップS46〜S60を実行している間に、レーザレンジセンサ20から演算部52aへデータMが入力されることは無い。
また、演算部52aは、レーザレンジセンサ20が1走査面上に光線を走査する時間(本実施例では6.6msec)を用いて算出した時間tdと回転装置30がレーザレンジセンサ20を回転させる角速度dθ/dtを用いて、回転装置30から入力される鉛直角度θを補正する。従って、正確な3次元距離データを得ることができる。
Through the above processing, the three-dimensional distance data (x, y, z) is calculated from all the distance data B stored in the
In the processes of steps S46 to S60, after the
In addition, the
次に、制御装置14が自律移動装置10の移動方向及び移動速度を制御する処理について、図13を参照して説明する。
自律移動装置10を起動する際には、まず、制御装置14に目的地を入力する(ステップS62)。目的地は、絶対座標系のxy座標値によって指定される。目的地が入力されると、3次元測定装置18が起動して、3次元距離データの測定を開始する。
Next, processing in which the
When starting the autonomous
3次元測定装置18が3次元距離データの測定を開始すると、3次元測定装置18から3次元マップが出力され、その3次元マップは制御装置14に入力される(ステップS64)。制御装置14は、入力された3次元マップから、自律移動装置10の現在の位置と目的地の位置から決まる進行方向に障害物が存在するか否か(障害物の位置)を判断する(ステップS66)。
When the three-
目的地方向に障害物が無いと判定する(ステップS66でNO)と、制御装置14はモータ46a〜46dに制御指令値を出力し、自律移動装置10を目的地の方向へ移動させる(ステップS68)。一方、目的地方向に障害物が有ると判定する(ステップS66でNO)と、制御装置14は、障害物を回避する方向に自律移動装置10の進行方向を変更し、その変更した進行方向に自立移動装置10が移動するようにモータ46a〜46dに制御指令値を出力する(ステップS70)。
なお、制御装置14は、自律移動装置10の移動方向に障害物がない場合は、所定速度まで自律移動装置10の移動速度を加速させる。すなわち、自律移動装置10の移動方向に障害物がない場合は、自律移動装置10が移動方向を変化させないため、その移動方向の3次元距離データが十分に得られている。従って、移動速度を加速しても移動装置10は障害物に衝突することなく移動することができる。
If it is determined that there is no obstacle in the destination direction (NO in step S66), the
In addition, when there is no obstacle in the moving direction of the autonomous
制御装置14がステップS68またはステップS70によって自律移動装置10を移動させると、制御装置14は自立移動装置10が目的地に到着したか否かを判定する(ステップS74)。自律移動装置10が目的地に到着していないと判定する(ステップS74でNO)と、ステップS64に戻って、ステップS64からの処理を実行する。自律移動装置10が目的地に到着したと判定する(ステップS74でYES)と、自律移動装置10の移動を停止する。これによって、自律移動装置10は障害物を回避して目的地まで移動することができる。
When the
上述した説明から明らかなように、本実施例の自律移動装置10は、制御装置14によって回転装置30の回転周期T及び回転角度範囲Wを設定し、回転制御部52bによって設定された回転周期T及び回転角度範囲Wで回転装置30を駆動する。従って、レーザレンジセンサ20による距離データの測定の解像度と測定範囲を任意に変更することができる。
また、本実施例の自律移動装置10では、回転制御部52bが回転中心Cから所定の角度範囲内では、等角速度で回転するように、レーザレンジセンサ20の回転軌道を生成する。従って回転中心Cから所定の角度範囲内では、均一な解像度で距離データの測定を行うことができる。
また、本実施例の自律移動装置10では、演算部52aが、レーザレンジセンサ20による1走査面上を光線が走査する時間(6.6msec)を用いて算出した時間tdと回転装置30がレーザレンジセンサ20を回転させる角速度dθ/dtを用いて、回転装置30から入力される鉛直角度θを補正する。従って、データの取得タイミングのずれが補正され、正確に3次元距離データを演算することができる。
また、本実施例の自律移動装置10では、演算部52aが、自律移動装置10の移動量(すなわち、位置(a,b)及び角度R)を用いて、測定された3次元距離データを補正する。従って、測定された3次元距離データをxyz座標系(絶対座標系)の座標値に変換することができ、自律移動装置10は絶対座標系で指定された目的地に障害物を回避しながら移動することができる。
As is clear from the above description, the autonomous
Further, in the autonomous
Further, in the autonomous
Moreover, in the autonomous
なお、本実施例の自律移動装置10では、自律移動装置10の移動速度に応じてレーザレンジセンサ20を回転させる回転周期T及び回転角度範囲W及び回転中心Cを設定したが、本発明はこのような実施形態に限られず、他の方法によって回転軌道を設定することもできる。
例えば、自律移動装置10に、自律移動体16の鉛直軸に対する傾斜角を検出するジャイロセンサをさらに設け、ジャイロセンサで検出された傾斜角に基づいて回転中心C及び/又は回転角度範囲Wを修正する構成としても良い。このような構成によれば、自律移動装置10が鉛直軸に対して傾斜した場合にも、ジャイロセンサで検出された傾斜角に基づいてレーザレンジセンサ20を回転させる回転中心C及び/又は回転角度範囲Wが修正される。これによって、自律移動装置10は、路面の傾斜状況に応じた測定範囲で、3次元距離データを測定することができる。例えば、ジャイロセンサによって検出された傾斜角に基づいて回転中心Cを修正することで、路面が傾斜していないときと同様の測定範囲で3次元距離データを測定することができる
また、自律移動装置10が凹凸のある路面を走行する場合には、回転中心Cを路面方向(すなわち、マイナス側)に設定する構成としても良い。このような構成によれば、レーザレンジセンサ20の測定範囲が、路面を中心に設定されるので、路面の凹凸を好適に検出することができる。
また、屋内環境において自律移動装置10が移動する場合には、回転中心Cを天井方向(すなわち、プラス側)に設定する構成としても良い。このような構成によれば、レーザレンジセンサ20が天井の3次元距離データを測定することによって自律移動装置10の絶対位置を正確に同定することができる。
また、通常時は、回転させずにレーザレンジセンサ20を起動し、レーザレンジセンサ20によって障害物が検知された場合にレーザレンジセンサ20を回転させる構成としても良い。これによって、障害物が検知されない状況では短い周期で進行方向の距離データを測定し、障害物が検知された場合にのみ回転装置によりレーザレンジセンサ20を回転させて障害物の形状等を測定することができる。
また、上述の実施例では、鉛直角度θを補正する際に、時間tdを計算式によって算出したが、実験を行うことによって時間tdを求めても良い。実験的に時間tdを求めることで、より正確に鉛直角度θを補正することができる。
また、上述の実施例では、自律移動装置10の位置及び移動方向を、エンコーダ48a〜48dが検出する車輪の回転量o、p、q、rから算出していたが、本発明は、このような実施形態に限られない。例えば、GPS(Global Positioning System)を利用して、自律移動装置10の位置及び移動方向を検出しても良い。
また、上述の自律移動装置10では、回転角度範囲W、回転中心C、回転周期Tを設定することによって回転軌道が生成されたが、本発明はこのような実施形態に限られない。例えば、上方最大角度や、下方最大角度や、回転角速度dθ/dtを設定することによって回転軌道を生成するようにしても良い。
さらに、上述した実施形態では、自律移動体16の制御装置14によって回転角度範囲W、回転中心C及び回転周期Tを設定したが、回転角度範囲W、回転中心C及び回転周期Tの設定は3次元測定装置18に別途設けた入力装置等によって行うようにしてもよい。
In the autonomous
For example, the autonomous
Further, when the autonomous
Moreover, it is good also as a structure which starts the
In the above-described embodiment, when correcting the vertical angle θ, the time td is calculated by a calculation formula. However, the time td may be obtained by performing an experiment. By obtaining the time td experimentally, the vertical angle θ can be corrected more accurately.
In the above-described embodiment, the position and moving direction of the autonomous
In the autonomous
Furthermore, in the above-described embodiment, the rotation angle range W, the rotation center C, and the rotation cycle T are set by the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:自律移動装置
14:制御装置
16:自律移動体
18:3次元測定装置
20:レーザレンジセンサ
23:回転軸
23a:レーザ原点
24:距離測定ユニット
24a:レーザ光源
24b:受光素子
24c:レンズ部
25:ミラー
26:演算装置
26a:制御部
26b:センシング部
26c:カウント部
26d:記憶部
26e:演算部
28:モータ
28a:エンコーダ
30:回転装置
32:回転軸
34:基準点
37:モータ
38:エンコーダ
40:4輪台車
42:台車本体
44a〜44d:車輪
46a〜46d:モータ
48a〜48d:エンコーダ
52:制御装置
52a:演算部
52b:回転制御部
52c:記憶部
10: autonomous mobile device 14: control device 16: autonomous mobile body 18: three-dimensional measuring device 20: laser range sensor 23: rotating
Claims (8)
光線を走査軸周りに走査することで光線が走査された走査面上の距離データを測定する距離測定装置と、
距離測定装置が取付けられ、距離測定装置を走査軸と平行でない回転軸周りに回転させる回転装置と、
回転装置の回転角を検出するセンサと、
距離測定装置から入力される距離データとセンサから入力される回転角を用いて3次元距離データを演算する演算装置と、
回転装置の回転周期及び/又は回転角度範囲を設定する設定手段と、
設定された回転周期及び/又は回転角度範囲で回転装置を駆動する回転制御装置と、を有することを特徴とする3次元測定装置。 A three-dimensional measuring apparatus for measuring a three-dimensional shape of space,
A distance measuring device that measures distance data on a scanning plane scanned by a light beam by scanning the light beam around a scanning axis;
A rotation device mounted with a distance measurement device and rotating the distance measurement device around a rotation axis not parallel to the scanning axis;
A sensor for detecting the rotation angle of the rotating device;
An arithmetic device for calculating three-dimensional distance data using distance data input from a distance measuring device and a rotation angle input from a sensor;
Setting means for setting a rotation period and / or a rotation angle range of the rotation device;
And a rotation control device that drives the rotation device within a set rotation period and / or rotation angle range.
光線を走査軸周りに走査することで光線が走査された走査面上の距離データを測定する距離測定装置と、
距離測定装置が取付けられ、距離測定装置を走査軸と平行でない回転軸周りに回転させる回転装置と、
回転装置が搭載される移動体と、
回転装置の回転角を検出するセンサと、
距離測定装置から入力される距離データとセンサから入力される回転角を用いて3次元距離データを演算する演算装置と、
演算装置で演算された3次元距離データを用いて移動体の移動方向及び移動速度を制御する移動体制御装置と、
回転装置の回転周期及び/又は回転角度範囲を設定する設定手段と、
設定された回転周期及び/又は回転角度範囲で回転装置を駆動する回転制御装置と、を有することを特徴とする自律移動装置。 It is an autonomous mobile device that moves to the target point while avoiding obstacles,
A distance measuring device that measures distance data on a scanning plane scanned by a light beam by scanning the light beam around a scanning axis;
A rotation device mounted with a distance measurement device and rotating the distance measurement device around a rotation axis not parallel to the scanning axis;
A moving body on which a rotating device is mounted;
A sensor for detecting the rotation angle of the rotating device;
An arithmetic device for calculating three-dimensional distance data using distance data input from a distance measuring device and a rotation angle input from a sensor;
A moving body control device that controls the moving direction and moving speed of the moving body using the three-dimensional distance data calculated by the calculation device;
Setting means for setting a rotation period and / or a rotation angle range of the rotation device;
An autonomous mobile device comprising: a rotation control device that drives the rotation device within a set rotation period and / or rotation angle range.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006044422A JP2007225342A (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Three-dimensional measuring device and autonomously moving device provided with three-dimensional measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006044422A JP2007225342A (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Three-dimensional measuring device and autonomously moving device provided with three-dimensional measuring device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007225342A true JP2007225342A (en) | 2007-09-06 |
Family
ID=38547311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006044422A Pending JP2007225342A (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Three-dimensional measuring device and autonomously moving device provided with three-dimensional measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007225342A (en) |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009175066A (en) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Toyota Motor Corp | Mobile robot and scanning speed control method of laser range sensor |
JP2012014265A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Yaskawa Electric Corp | Movable body |
JP2012533749A (en) * | 2009-07-22 | 2012-12-27 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | Equipment for optical scanning and measurement of surroundings |
US20130325243A1 (en) * | 2011-02-16 | 2013-12-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the autonomous localization of a driverless, motorized vehicle |
KR101417431B1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-07-08 | 현대자동차주식회사 | System for producing 3d space information using lidar sensor |
KR20150138003A (en) * | 2014-05-29 | 2015-12-09 | 삼성전자주식회사 | Device and mathod for gernerating data of representing structure in the room |
KR101746792B1 (en) * | 2015-07-13 | 2017-06-13 | 고려대학교 산학협력단 | Method and apparatus for estimating transformation between distance sensor and rotating platform |
JP2017198581A (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 富士通株式会社 | Measuring apparatus and measuring system |
CN107356203A (en) * | 2017-08-09 | 2017-11-17 | 顺丰科技有限公司 | One kind loads measuring device and measuring method |
WO2018105742A1 (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | 株式会社タダノ | Crane |
JP2018169953A (en) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 本田技研工業株式会社 | Autonomous mobile system |
KR20180136058A (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-24 | (주)에이랩스 | Ladar apparatus for autonomous driving robot |
JP2019002890A (en) * | 2017-06-20 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | Ranging system and control method thereof |
JP2019507326A (en) * | 2015-12-22 | 2019-03-14 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh | LIDAR scanning device for use in automobiles |
WO2020045445A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 日本電産株式会社 | Distance measuring device, distance measuring device group, and distance measuring device system |
JP2020094851A (en) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 国立大学法人 筑波大学 | Measurement system, correction device, method for measurement, method for correction, and program |
JP2020153708A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | Electronic device and method therefor |
JP2020153706A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | Electronic device and method therefor |
JP2020153707A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | Electronic device and method therefor |
WO2021045003A1 (en) * | 2019-09-04 | 2021-03-11 | 株式会社デンソー | Optical distance measurement apparatus |
JP2022522665A (en) * | 2019-03-05 | 2022-04-20 | ウェイモ エルエルシー | Photodetector range calibration |
CN116592791A (en) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 武汉海微科技有限公司 | Shape measurement method, device, apparatus and storage medium |
US11747453B1 (en) | 2019-11-04 | 2023-09-05 | Waymo Llc | Calibration system for light detection and ranging (lidar) devices |
-
2006
- 2006-02-21 JP JP2006044422A patent/JP2007225342A/en active Pending
Cited By (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009175066A (en) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Toyota Motor Corp | Mobile robot and scanning speed control method of laser range sensor |
JP2012533749A (en) * | 2009-07-22 | 2012-12-27 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | Equipment for optical scanning and measurement of surroundings |
JP2012014265A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Yaskawa Electric Corp | Movable body |
US20130325243A1 (en) * | 2011-02-16 | 2013-12-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the autonomous localization of a driverless, motorized vehicle |
US9134734B2 (en) * | 2011-02-16 | 2015-09-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the autonomous localization of a driverless, motorized vehicle |
KR101417431B1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-07-08 | 현대자동차주식회사 | System for producing 3d space information using lidar sensor |
KR20150138003A (en) * | 2014-05-29 | 2015-12-09 | 삼성전자주식회사 | Device and mathod for gernerating data of representing structure in the room |
KR102125563B1 (en) * | 2014-05-29 | 2020-06-22 | 삼성전자주식회사 | Device and mathod for gernerating data of representing structure in the room |
KR101746792B1 (en) * | 2015-07-13 | 2017-06-13 | 고려대학교 산학협력단 | Method and apparatus for estimating transformation between distance sensor and rotating platform |
JP2019507326A (en) * | 2015-12-22 | 2019-03-14 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh | LIDAR scanning device for use in automobiles |
US11016181B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-05-25 | Robert Bosch Gmbh | Lidar scanning device on a motor vehicle |
JP2017198581A (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 富士通株式会社 | Measuring apparatus and measuring system |
WO2018105742A1 (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | 株式会社タダノ | Crane |
JP2018095367A (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-21 | 株式会社タダノ | crane |
US11407621B2 (en) | 2016-12-09 | 2022-08-09 | Tadano Ltd. | Crane |
JP2018169953A (en) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 本田技研工業株式会社 | Autonomous mobile system |
JP7014523B2 (en) | 2017-03-30 | 2022-02-01 | 本田技研工業株式会社 | Autonomous mobile system |
KR20180136058A (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-24 | (주)에이랩스 | Ladar apparatus for autonomous driving robot |
KR102019338B1 (en) * | 2017-06-14 | 2019-09-06 | (주)에이랩스 | Ladar apparatus for autonomous driving robot |
JP2019002890A (en) * | 2017-06-20 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | Ranging system and control method thereof |
CN107356203A (en) * | 2017-08-09 | 2017-11-17 | 顺丰科技有限公司 | One kind loads measuring device and measuring method |
WO2020045445A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 日本電産株式会社 | Distance measuring device, distance measuring device group, and distance measuring device system |
JP2020094851A (en) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 国立大学法人 筑波大学 | Measurement system, correction device, method for measurement, method for correction, and program |
JP7251756B2 (en) | 2018-12-11 | 2023-04-04 | 国立大学法人 筑波大学 | Measurement system, correction device, measurement method, correction method, and program |
JP2022522665A (en) * | 2019-03-05 | 2022-04-20 | ウェイモ エルエルシー | Photodetector range calibration |
US11681030B2 (en) | 2019-03-05 | 2023-06-20 | Waymo Llc | Range calibration of light detectors |
JP7015801B2 (en) | 2019-03-18 | 2022-02-03 | 株式会社東芝 | Electronic devices and methods |
JP7015802B2 (en) | 2019-03-18 | 2022-02-03 | 株式会社東芝 | Electronic devices and methods |
JP2020153708A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | Electronic device and method therefor |
US11598859B2 (en) | 2019-03-18 | 2023-03-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus and method |
JP2020153706A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | Electronic device and method therefor |
JP2020153707A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | Electronic device and method therefor |
US11828874B2 (en) | 2019-03-18 | 2023-11-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus and method |
WO2021045003A1 (en) * | 2019-09-04 | 2021-03-11 | 株式会社デンソー | Optical distance measurement apparatus |
US11747453B1 (en) | 2019-11-04 | 2023-09-05 | Waymo Llc | Calibration system for light detection and ranging (lidar) devices |
CN116592791A (en) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 武汉海微科技有限公司 | Shape measurement method, device, apparatus and storage medium |
CN116592791B (en) * | 2023-07-17 | 2023-10-03 | 武汉海微科技有限公司 | Shape measurement method, device, apparatus and storage medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007225342A (en) | Three-dimensional measuring device and autonomously moving device provided with three-dimensional measuring device | |
JP4848871B2 (en) | Autonomous mobile device | |
JP6258626B2 (en) | Autonomous mobile device and control method thereof | |
JP2017107563A (en) | Autonomous traveling device and distance measuring device | |
JP5278283B2 (en) | Autonomous mobile device and control method thereof | |
JP2007219986A (en) | Inversion moving device and its control method | |
JP5152898B2 (en) | Obstacle recognition device, autonomous mobile body having the same, and control method thereof | |
JP2011027598A (en) | Environment recognition device and moving body with the same | |
JP6464410B2 (en) | Obstacle determination device and obstacle determination method | |
JP2014215296A (en) | Laser scanner for traveling object navigation | |
JP4340247B2 (en) | Autonomous mobile robot | |
JP2018185767A (en) | Environment maintenance robot, and control program of the same | |
JP2007101492A (en) | Device for detecting distance, and position of mobile robot | |
JP5765694B2 (en) | Ranging method and in-vehicle ranging device | |
JP2019124496A (en) | Three-dimensional surveying device and three-dimensional surveying method | |
JP2008089393A (en) | Optical device and optical measurement system | |
JP2009175066A (en) | Mobile robot and scanning speed control method of laser range sensor | |
JP6653051B2 (en) | Optical scanning device | |
JP2017097535A (en) | Autonomous mobile entity | |
US20220004012A1 (en) | Variable resolution and automatic windowing for lidar | |
JP7002791B2 (en) | Information processing equipment and mobile robots | |
JP2002162470A (en) | Object detection device and method for setting reference axis thereof | |
JP4342649B2 (en) | Method for measuring cross-sectional shape in hollow tube | |
JP2009023040A (en) | Original point position setting device, original position setting method, link mechanism, and caster-type robot | |
JPH07229728A (en) | Device for detecting road surface |