JP2008537040A - 可動部材（例えば、ドア）を制御する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、対象物センサ（１ａ）を有する電子装置を備える装置であって、可動部材（３、４）を制御するための装置、に関する。本発明によれば、電子装置は、対象物センサ（１ａ）により、可動部材（３、４）の領域において可動部材（３、４）と対象物（５）との間の物体距離（１１、１２）を測定するように、また、上記物体距離に応じて可動部材（３、４）の移動を制御するように構成されている。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、請求項１のプリアンブル部分に記載の可動部材（例えば、ドア）を制御する装置に関する。
[背景技術]
従来の装置においては、スライディングドアの閉鎖は、ドア扉の移動経路に位置する、対象物を検知するセンサ、によって監視される。つまり、センサは、対象物が存在するかどうかを確認するものであり、さらなる確認、検知は行わない。

したがって、対象物が検知された場合は、常に、スライディングドアは完全に開放される。しかしながら、冬期には、可能であればスライディングドア経由で発生しうる室内からの熱損失を防ぐため、スライディングドアを閉鎖状態で保持したいという問題が生じる。

そのような状況において、熱損失を少量にするための従来の解決策は、ドアを完全には開放させないことであった。しかしながら、人はドアが完全に開放することを期待するため、人と、完全には開放しないドアとの衝突が頻繁に起こるという問題があった。

[本発明の目的および効果]
本発明の目的は、開放動作または／あるいは閉鎖動作に関して、光学センサの使用により、可動部材の制御を改善させることである。

この目的は、請求項１記載の特徴によって達成される。
本発明の有利かつ効果的な展開は、従属項において特定されている。
本発明は、可動部材（例えば、ドア）を制御するための装置に基づくものである。その装置は対象物センサを有する電子装置を備える。本発明の本質的部分は、対象物センサによって、可動部材と可動部材の領域にある対象物との間の物体距離を測定するよう電子装置が構成されていることであり、前記物体距離に応じて可動部材の移動を制御するように電子装置が構成されていることである。このように構成すれば、例えば、スライディングドアの場合には、スライディングドアを通過するよう接近する対象物（例えば人）が、スライディングドアと衝突せず通過しうるよう、常に、正確に、スライディングドアを開放させすることが可能になる。そのため、例えば、冬期は、スライディングドアの開放状態と開放程度は、最小限に抑えることができる。それにより、スライディングドアを通ることで入室可能な室内から、必要以上の熱損失が発生することが避けられうる。対象物センサは、例えば、光学センサ、その他の電磁波（例えば、レーダ波）を用いるセンサであってもよく、および／あるいは、音波（例えば、超音波）を用いるセンサであってもよい。

本発明の好ましい態様においては、対象物センサと対象物との間の距離と、対象物センサと可動部材との間の距離と、前述のその距離の方向間の角度と、から物体距離を測定する手段が設けられる。

この手段によれば、物体距離は、上記２つの距離と、当該２つの距離間の角度とに基づいて間接的に測定される。それゆえ、例えば、中心に設けられた対象物センサにより、可動部材と対象物との間のいかなる距離も測定しうる。この測定は、中心に設けられた対象物センサが、可動部材への距離と対象物への距離とに関する情報であって、これら２つの距離間の角度を含んだ情報を供給することができる場合においてなされる。

本発明の好ましい実施形態によれば、電子装置は、可動部材の先端部を、物体距離を測定するための、可動部材における基準位置にある部分として使用するよう構成されている。ドアの場合、ドアの先端部との距離が測定されることが好ましい。この好ましい実施形態における手法は、先端部が最初に対象物（例えば、人）と衝突するという事実、また、それゆに、物体距離は上記先端部との関係で検知されるべきという事実、に基づいている。

本発明のさらに好ましい態様では、対象物センサが、信号（例えば、音波または電磁波、具体的には、光）の送信機と受信機とを備えている。当該態様における電子装置は、信号プロファイルの評価（例えば、光の場合、光における変調された振動の位相を評価すること）により、前記送信機から出力された信号が反射面を経由して前記受信機に戻る際の領域の距離を測定するように構成されており、このように距離を測定することにより物体距離を測定するように構成されている。原則として、信号は、好ましくはパルス信号であってもよいが、その場合には、例えば、位相情報の項目が評価される。しかしながら、原則として、伝播時間の情報項目を評価することも可能となる。

このようにすれば、物体距離を比較的高い精度で検知しうる。複数の対象物への物体距離も測定することが可能である。複数の計測・測定を行うことによって、さらに、物体距離の時間特性、すなわち、速度を算出することも可能である。これにより、物体の速度が、可動部材（例えば、ドア）の制御に組み込まれるようにすることが可能となる。また、この場合には、物体の速度に加えて、可動部材の最適制御と同様に重要である、可動部材の速度の測定も可能となる。

本発明のさらに好ましい態様では、可動部材における１つの位置（好ましくは可動部材の先端部の位置）と、対象物の位置との間の距離が、少なくともおおよそ予め定められた値に保持されるように、電子装置が可動部材の制御を行う。好ましくは、物体距離が少なくとも部分的に予め定められた値に保持される。好ましい態様では、物体距離を継続的に（例えば１秒あたり複数回）測定することが好都合である。本発明の他の好ましい態様では、物体距離が予め定められうる一定の値に保持される。物体距離を一定の値に保持することにより、対象物と可動部材との衝突の発生が防がれる。しかしながら、ここでいう予め定められうる値は、ある関数上の値とすることも可能である。対象物と可動部材またはドア面との間の距離に応じ、予め定められた距離を変動させることも可能である。予め定められた距離は、ドアを通過する人が、まだドアの前に位置しているか、ドアを通過しているところか、あるいは、ドアを通過したか、によって決められてもよい。上述の関数は、離散関数であってもよい。例えば、参照テーブルのような、パラメータフィールドが既定されていてもよい。予め定められうる値が最小値を示す場合、その最小値は、好ましくは、可動部材の減速距離、および／あるいは、実験的に決定された「適切なパラメータ」、すなわち、人が快適に可動部材を通過できるような値としてもよい。最小値は１０ｃｍ以上であることが好ましい。

複数の可動部材の場合、すべての可動部材が独立して制御されることが好ましい。この場合には、個々の可動部材に対して最良の実現可能な動作（移動）シーケンスを付与しうる。

独立して移動不可能な複数の可動部材が備えられている場合は、可動部材（具体的には、可動部材の先端部）との関係で決定された最小距離が、可動部材の制御において重要となり、決定的なものとされることが好ましい。

この態様によれば、可動部材に関する少なくとも部分的に最適な移動が、制御に要する経費を本質的に増加させずに、実現しうる。
本発明は、具体的には、引き戸（スライドドア）、開き戸（リーフドア）、上げ戸（バーティカルドア）、折れ戸（フォールディングドア）また窓にも適用されうる。

可動部材の移動制御のさらなる改善は、本発明の有利な実施態様における、電子装置が可動部材を制御するための制御信号を出力すること、によって達成されうる。この実施態様において、上記制御信号は、可動部材の減速距離が考慮されたものである。これにより、物体距離は、戸（例えば、引き戸）の開放状態が閉じていく状態にされていくときに、用いられるのが好ましい最小値に関し、さらに最適化されうる。

可動部材の開放状態および／または閉鎖状態に関し、可動部材のさらに精密な制御を実現するためには、対象物（例えば、人）が可動部材を通過後、可動部材（例えば、ドア）が可能な限り速やかに閉じられるよう、および／あるいは、対象物（例えば人）が可動部材に接近するときは、可動部材（例えば、ドア）が可能な限り遅く開放されるよう、電子装置が可動部材を制御することが提案される。

本発明のさらに好ましい態様では、物体距離に応じて可動部材の移動経路が本質的に障害のない経路となるように、電子装置が可動部材の速度を制御する。この態様においては、例えば、物体距離が比較的大きい場合には、増加された速度が予め設定されうる。そして、対象物に接近するについて徐々に減速された速度が設定されうる。速度を適応させる際には、例えばステップ的に適応させる方法が取られうる。

可動部材の移動が予め定められた時間よりも長い時間阻まれた場合には、可動部材の閉鎖動作が緩やかな圧力によって終了されるよう、電子装置の制御が実行されることが好ましい。
［実施例に関する説明］
以下、本発明のさまざまな実施例について、図面を用いて、その効果と共に、詳細に説明する。

図１は、スライディングドア２の上方に光学式センサ１ａを有する、スライディングドア２における光学式ドアセンサ装置１を図示している。スライディングドア２の扉３、４は、それぞれ、速度Ｖ_lとＶ_rにて、開放および閉鎖する。対象物５（例えば、人）は、速度Ｖ_oでスライディングドア２の方向へ移動している。

ドアセンサ装置１は、その周囲を３Ｄ画像で検知する。内蔵されたコンピュータ（図示省略）が、画像を分析し、その分析結果から、スライディングドアの扉３、４の位置および速度と、対象物５の位置および速度とを判定（測定）する。図１は、この方法で判定対象となった画像からの３つのピクセルにかかるベクトル６、７、１０を示している。ベクトル６、７は、スライディングドアの扉３、４における先端部８、９のピクセルの方向を向いており、ベクトル１０は、対象物５のピクセルの方向を向いている。通常、スライディングドアの扉３、４の先端部８、９および対象物５は、複数のピクセルの中から同時に検知される。それゆえ、高精度かつ高い信頼性を持った検知が実現しうる。しかしながら、本発明の実施例にかかる手法は、対応するピクセルそれぞれに関して選択された３つのベクトルに基づいて説明される。

それぞれのピクセルの位置は、ベクトル６、７、１０によって判定（測定）されうる。物体距離１１、１２（図３参照）、すなわち、本実施例においては、スライディングドアの扉４、５の先端部８、９と対象物５との間の距離を測定するために、ベクトル６とベクトル１０との間の角度が求められうる。その結果、対象物５とスライディングドアの先端部８、９との間の物体距離１１、１２は、ベクトル６、１０の大きさを用いることで算出可能となる。

上述のような複数の測定を行うことで、対象物５からスライディングドア先端部８、９までの相対速度を判定（測定）することも加えて可能である。これにより、対象物が、スライディングドア先端部８、９のうち１つと衝突しそうかどうかの予測が可能となる。それゆえ、スライディングドアの扉３、４は、衝突を避けるため、個別に停止されうる。スライディングドアの扉３、４の減速距離がこのような作動においてあわせて考慮されうる。それに対し、光格子（light grating；Lichtgitter）や光カーテン（light curtain；Lichtvorhang）を用いた従来のドア制御では、対象物の存在だけが確認できる。

図２ａは、スライディングドア２の方向へ移動する対象物５を示している。ドアセンサ装置１は、対象物５への距離１０ａとスライディングドアの扉における先端部８、９ヘの距離６ａ、７ａとを検知する。これらの距離６ａ、７ａから、距離６ａと距離１０ａとの間の角度と、距離７ａと距離１０ａとの間の角度とを考慮することで、対象物５とドア先端部との間の距離１１、１２を算出することが可能である。距離１１、１２は、ドア制御装置に伝達され、それによってスライディングドアの扉３、４の移動および位置が、距離１１、１２に応じて制御されうる。

図２ｂは、例えば、スライディングドア２を通過することで入室可能な室内からの、温暖な空気（矢印Ｗに図示される）の流出を少なくするために、スライディングドアの扉３を部分的に閉じた状態の図である。この場合、対象物５の現在位置だけでなく、対象物５の速度およびスライディングドアの扉３、４の速度も考慮される。

スライディングドアの扉３、４を個別に移動できない場合は、対象物５と衝突を引き起こしうるスライディングドアの扉が、最速で移動することが重要であるように制御を構築することも可能である。

図２ｃに示されるように、対象物５がスライディングドア２を通過した場合、スライディングドアの扉４もまた閉鎖されうる。
図４は、速度領域１４、１５、１６、１７で示される領域とともに扉３を示している。扉３が速度Ｖｂで開放する場合、ドアセンサ装置１は速度領域１４、１５、１６、１７を監視する。人が速度領域内に位置する場合、扉３は停止される。対象物が速度領域１５内に位置する場合、扉の開放は速度を落とした状態で継続される。対象物が速度領域１６内に位置する場合、扉の開放はより速い速度で継続される。対象物が速度領域１７内に位置する場合、扉は通常の速度で開放される。

接近する対象物とともに、両開きスライディングドアの光学式ドアセンサの配置を示す概略３次元図である。 対象物が通過する過程における、図１に示された両開きスライディングドアの移動状態を示した平面図である。 スライディングドア先端部と対象物との間の距離を判定する方法を示す概略図である。 スライディングドアの一方の扉の速度制御を図示している、当該一方のドアの概略平面図である。

Claims (11)

1. 対象物センサ（１ａ）を有する電子装置を備え、可動部材（３、４）を制御する装置であって、
   前記対象物センサ（１ａ）によって、前記可動部材（３、４）の領域で前記可動部材（３、４）と対象物（５）との間の物体距離（１１）を測定し、前記物体距離に応じて前記可動部材（３、４）を制御するように前記電子装置が構成されていることを特徴とする、装置。
2. 前記対象物センサ（１ａ）と前記対象物（５）との間の距離（１０ａ）と、前記対象物センサ（１ａ）と前記可動部材（３、４）との間の距離（６ａ、７ａ）と、前記距離の方向間の角度αと、から、前記物体距離（１１）を測定する手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記電子装置が、前記物体距離（１１）を測定する際に、前記可動部材（３、４）の先端部（８、９）を前記可動部材における基準位置にある部分として使用するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記対象物センサ（１ａ）が、信号（例えば、音波または電磁波、具体的には、光）の送信機と受信機とを備え、
   前記電子装置は、信号プロファイルの評価（例えば、光の場合、光における変調された振動の位相を評価すること）により、前記送信機から出力された信号が反射面を経由して前記受信機に戻る際の領域の距離を測定するように構成されており、このように距離を測定することにより物体距離（１１）を測定するように構成されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１に記載の装置。
5. 前記電子装置は、前記対象物（５）の速度（Ｖ_o）および／あるいは前記可動部材（３、４）の速度（Ｖ_l、Ｖ_r）に応じて、前記可動部材（３、４）を制御するための制御信号を生成することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１に記載の装置。
6. 前記電子装置は、前記可動部材における１つの位置（好ましくは前記可動部材（３、４）の先端部（８、９）の位置）と、前記対象物（５）の位置との間の前記物体距離（１１）が、予め定められた値で保持されるように前記可動部材（３、４）の制御を行うことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１に記載の装置。
7. 複数の可動部材（３、４）が独立して制御されうることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１に記載の装置。
8. 独立して移動されない複数の可動部材（３、４）の場合、測定された最短の距離が前記可動部材（３、４）の制御において重要であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１に記載の装置。
9. 前記電子装置が、前記可動部材（３、４）を制御するための制御信号を生成し、当該制御信号は前記可動部材（３、４）の減速距離が考慮されたものであることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１に記載の装置。
10. 前記電子装置は、対象物（５）が前記可動部材（３、４）を通過した後、できるだけ速やかに前記可動部材（３、４）を閉じ、および／あるいは、対象物（５）が前記可動部材（３、４）へ接近しているときは、できるだけ遅く前記可動部材（３、４）を開くように、前記可動部材（３、４）を制御することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１に記載の装置。
11. 前記電子装置は、前記物体距離に応じて、本質的に障害がない移動経路となるよう、前記可動部材の速度を制御することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１に記載の装置。

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