JP2012137367A - 物体検出装置とその設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉛直面である境界面からはみ出した物体を検出するセンサを有する物体検出装置において、走査軸のぶれによる検出位置の変動を防止する。
【解決手段】所定のスペースを区画する境界面Ｓｂからはみ出した物体を検出する物体検出装置１０において、境界面Ｓｂに対して走査軸Ｃ回りに光を走査することにより、境界面Ｓｂからはみ出した物体を検出するセンサを設ける。境界面Ｓｂは鉛直面であり、走査軸Ｃは鉛直方向を向いている。センサ３による検出距離範囲の上限位置が境界面Ｓｂに設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉛直面である境界面からはみ出した物体を検出する物体検出装置に関する。また、本発明は、物体検出装置の設定方法に関する。

境界面は、例えば、機械式駐車装置に設けられる駐車スペースの境界面である。この境界面Ｓｂは、図１（Ａ）の平面図において、駐車用のパレット１１の左側端辺を含む鉛直面、または、駐車用パレット１１の右側端辺を含む鉛直面である。パレット１１には、入庫のために車両９が自走して乗り込み可能となっている。

境界面Ｓｂから車両９の一部がはみ出していないかをセンサ１７により検出する。駐車スペースからはみ出すことがある車両９の一部は、ドアミラーやドアなどである。

センサ１７は、走査軸Ｃ回りに光を走査し反射してきた光に基づいて、物体を検出する走査型レンジセンサである。センサ１７の光走査により、駐車スペースの境界面Ｓｂから車両９の一部がはみ出していないかを検出する。

車両９のドアミラーの高さが車種によって異なっても、ドアミラーなどが駐車スペースからはみ出していることを検出できるように、センサ１７の走査範囲は鉛直面となっている。センサ１７による走査範囲は、図１（Ｂ）における斜線部分である。図１（Ｂ）は、図１のＩＢ−ＩＢ矢視図である。この走査範囲は、駐車スペースの境界面Ｓｂに一致する。この走査範囲に光を走査するために、センサ１７の走査軸Ｃが水平方向を向くようにセンサ１７は配置される。センサ１７は、走査角範囲θで光を走査して、走査範囲θ内から反射してきた光に基づいて、境界面Ｓｂから車両９の一部がはみ出していないかを検出する。

なお、駐車スペースの外部における境界面Ｓｂ付近に存在する人や障害物などを検出する障害物センサ１９が別に設けられている。この障害物センサ１９は、発光部１９ａと受光部１９ｂを有し、発光部１９ａから受光部１９ｂへ光が照射される。この光が遮られたことを受光部１９ｂで検出することにより、発光部１９ａと受光部１９ｂの間に存在する障害物を検出する。

本願の先行技術文献である下記の特許文献１では、駐車スペースの境界面に沿って水平方向に光を照射する発光部と、発光部と対向するように配置され発光部からの光を受ける受光部とを設けている。この構成で、発光部からの光が遮られることにより、駐車スペースからはみ出た車両９のドアやドアミラーを検出している。

特開２００９−９７１９５号公報

しかし、図１の構成において、実際には、走査軸Ｃ回りに光を走査する時に走査軸Ｃがぶれるので、センサ１７による検出位置が水平方向に変動して高精度な検出ができなくなる場合がある。図１（Ａ）（Ｃ）の例では、走査軸Ｃのぶれにより、検出位置が角度Δαの範囲で変動するので、その分だけ検出誤差が発生する。図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）のＩＣ−ＩＣ矢視図である。図１（Ａ）（Ｃ）において、センサ１７の位置（走査軸Ｃの位置）から位置Ｘ０までの距離をＬ０とすると、位置Ｘ０では、境界面Ｓｂに対する検出位置の誤差が、Ｌ０×Δαになる。

そこで、本発明の目的は、鉛直面である境界面からはみ出した物体を検出する物体検出装置において、走査軸のぶれによる検出位置の変動を防止することにある。

上述の目的を達成するため、本発明によると、所定のスペースを区画する境界面からはみ出した物体を検出する物体検出装置であって、
前記境界面に対して走査軸回りに光を走査することにより、前記境界面からはみ出した物体を検出するセンサを備え、
前記境界面は鉛直面であり、前記走査軸は鉛直方向を向いており、
前記センサによる検出距離範囲の上限位置が前記境界面に設定されている、ことを特徴とする物体検出装置が提供される。

本発明の好ましい実施形態によると、前記所定のスペースは、機械式駐車装置に設けられる駐車スペースであり、
該駐車スペースには、車両が自走して乗り込み可能となっている。

本発明の好ましい実施形態によると、前記センサを昇降させる昇降装置を備え、
前記昇降装置は、昇降駆動される昇降部を有し、前記センサは、前記昇降部に取り付けられている。

本発明の別の実施形態によると、前記駐車スペースへ向かって延びる車路が設けられ、車両が前記車路を走行して前記駐車スペースに乗り込むようになっており、
前記車路における前記駐車スペースの近傍に昇降扉が設けられ、
該昇降扉は、下降した位置で前記車路を塞ぎ、上昇した位置で前記車路を開けるようになっており、
前記センサは、前記昇降扉に取り付けられている。

上述の目的を達成するため、本発明によると、上述の物体検出装置の設定方法であって、
（Ａ）前記走査軸が鉛直方向を向くように前記センサを設置するとともに、前記境界面に被検出物を配置し、
（Ｂ）前記センサを作動させて、該センサにより前記被検出物を検出し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で検出した前記被検出物の位置を、前記センサによる走査距離範囲の上限位置に設定する、ことを特徴とする物体検出装置の設定方法が提供される。

本発明の好ましい実施形態によると、前記（Ａ）において、複数の前記被検出物を、前記境界面上の互いに異なる位置に配置する。

上述した本発明によると、前記センサは、前記走査軸が鉛直方向を向くように設けられ、前記センサによる検出距離範囲の上限位置が前記境界面に設定されているので、走査軸のぶれによって検出位置が境界面から変動することを回避できる。

車両の一部が境界面からはみ出していないかを検出する装置の参考例を示す。 本発明の第１実施形態による物体検出装置の構成を示す。 （Ａ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ矢視図であり、（Ｂ）は、検出範囲を示す。 センサによる光走査を説明する平面図である。 物体検出装置の設定方法を示すフローチャートである。 設定方法のステップＳ２を説明する図である。 本発明の第２実施形態による物体検出装置の構成を示す。

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

［第１実施形態］
図２は、本発明の第１実施形態による物体検出装置１０の構成を示す。図２（Ａ）は、平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ矢視図である。図３（Ａ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ矢視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に対応する図であって検出範囲を示す。

物体検出装置１０は、所定のスペースを区画する境界面Ｓｂからはみ出した物体を検出する装置である。境界面Ｓｂは鉛直面である。
物体検出装置１０は、走査型レンジセンサ３および昇降装置５を備える。第１実施形態では、１つのセンサ３と１つの昇降装置５を１組として、２組のセンサ３および昇降装置５が設けられている。以下の説明では、センサ３と昇降装置５の各組は、配置が図２のようになっている点以外は、同様の構成を有し、同様に配置され、同様に作動する。

センサ３は、鉛直方向を向く走査軸Ｃ回りに光を走査することにより、境界面Ｓｂから、前記所定のスペースの外部へはみ出した物体を検出する。

センサ３は、光源により光を照射し、当該光が物体により反射された場合に、当該反射光を受光器で受けることにより、物体の存在および物体の位置を検出するものである。なお、物体の位置は、光の照射時点と反射光の受光時点とに基づいて検出される。
センサ３は、光源により、走査軸Ｃの位置から、走査軸Ｃと直交する方向に光を照射する。図４は、センサ３による光走査を説明する平面図である。図４または図２（Ａ）のように、光の照射方向を、第１の照射方向Ｄａから第２の照射方向Ｄｂまで、所定の走査角範囲θで変化させる。すなわち、センサ３は、走査角範囲θ内の各照射方向毎に、光を照射して、物体の存在の有無を検出する。

走査角範囲θ内に境界面Ｓｂが含まれるようにする。走査軸Ｃから境界面Ｓｂの水平方向一端Ｘ１に光が照射される方向を、第１端照射方向Ｄ１とし、走査軸Ｃから境界面Ｓｂの水平方向他端Ｘ２に光が照射される方向を、第２端照射方向Ｄ２とする。第１端照射方向Ｄ１と第２端照射方向Ｄ２は、図４のように走査角範囲θの照射方向範囲に含まれる。すなわち、センサ３の走査角範囲θによる検出範囲に境界面Ｓｂが含まれるように、センサ３を設置すればよい。
なお、第１の照射方向Ｄａが第１端照射方向Ｄ１であり、第２の照射方向Ｄｂが第２端照射方向Ｄ２であってもよい。

センサ３による検出距離範囲の上限位置を、境界面Ｓｂに設定する。すなわち、各照射方向について、物体の存在の有無を検出する走査軸Ｃからの距離範囲（検出距離範囲）を、走査軸Ｃから境界面Ｓｂまでの範囲に設定する。従って、図４では、照射方向に応じて検出距離範囲が異なる。

なお、センサ３として、例えば、スキャナ式レンジセンサ（北陽電機株式会社製、形式ＵＸＭ−３０ＬＮ−Ｐ）を用いることができる。

昇降装置５は、昇降駆動される昇降部５ａを有する。昇降部５ａには、センサ３が取り付けられ、この状態で、センサ３の走査軸Ｃは鉛直方向を向く。
昇降部５ａは、図３（Ａ）において、第１の高さＨ１から第２の高さＨ２までの範囲内で鉛直方向に往復移動する。従って、この範囲内における各高さ毎に、上述した第１の照射方向Ｄａから上述した第２の照射方向Ｄｂまでの走査角範囲θ内の各照射方向に光を照射して、物体の存在の有無を検出する。これにより、図３（Ｂ）の斜線で示す部分が、センサ３による検出範囲となる。
なお、センサ３の走査速度に比べて、昇降部５ａの昇降速度は無視できる程度に小さい。従って、各高さ毎に、走査角範囲θ内の各照射方向において物体の存在の有無を検出できる。

昇降装置５は、例えば、静止体７に取り付けられたサーボモータ５ｂを有する。サーボモータ５ｂの出力軸に昇降部５ａが螺合する。サーボモータ５ｂの回転に伴い、昇降部５ａが、図示しないガイドレールの案内により、回転することなく昇降する。

第１実施形態では、前記所定のスペースは、機械式駐車装置に設けられる駐車スペースである。すなわち、境界面Ｓｂは、駐車スペースの境界面である。駐車スペースには、車両９が自走して乗り込み可能となっている。すなわち、車路１５が、駐車スペースへ向かって延び、車両９が車路１５を走行して駐車スペースに乗り込むようになっている。
駐車スペースは、機械式駐車装置の入庫部に位置するパレット１１上のスペースである。すなわち、境界面Ｓｂを含む鉛直面は、入庫部に位置するパレット１１における右側または左側の端面１１ａを含む。
車両９の入庫時には、入庫部に位置するパレット１１に、車両９が自走して乗り込む。このパレット１１に車両９が乗り込んだら、当該パレット１１は、図示しない駆動装置により、積載した車両９と共に格納部へ移動させられる。
車両９の出庫時には、前記格納部に位置し車両９を積載したパレット１１は、図示しない駆動装置により、出庫部へ移動させられる。出庫部に位置するパレット１１から車両９が自走して乗り出す。なお、出庫部と入庫部とは同じであってもよく、この場合、入庫部は出庫部を兼ねる。

図５は、上述した物体検出装置１０の設定方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、走査軸Ｃが鉛直方向を向くようにセンサ３を設置する。第１実施形態では、ステップＳ１において、センサ３を昇降部５ａに取り付ける。

ステップＳ２において、境界面Ｓｂに、被検出物を配置する。第１実施形態では、複数の前記被検出物を、境界面Ｓｂ上の互いに異なる位置に配置する、各被検出物は、好ましくは、配置された状態で、図３における高さＨ１から高さＨ２までの範囲を占める。例えば、被検出物としてポール１２を用い、図６のように複数のポール１２を配置してよい。図６（Ａ）は、平面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ矢視図である。

ステップＳ３において、センサ３と昇降装置５を作動させて、該センサ３が走査軸Ｃ回りに光を走査することにより、前記被検出物を検出する。すなわち、昇降装置５により、センサ３を、高さＨ１の位置から高さＨ２の位置へ移動させながら、センサ３により、走査角範囲θ内で被検出物の位置を検出する。第１実施形態では、図２（Ａ）のように、走査角範囲θは、境界面Ｓｂが検出範囲に含まれるように設定されており、各高さにおいて、この走査角範囲θ内の各照射方向毎に、センサ３により被検出物の位置を検出する。

ステップＳ４において、ステップＳ３で検出した被検出物の位置を、センサ３による走査距離範囲の上限位置に設定する。第１実施形態では、複数の被検出物の位置を含む平面を走査距離範囲の上限位置に設定する。図２（Ａ）の例では、各高さにおいて、斜線部分の領域が検出範囲となるように、走査軸Ｃ回りの各照射方向毎に、走査距離範囲の上限位置を設定する。

図２（Ａ）と図４において、境界面Ｓｂの水平方向一端Ｘ１に対応する第１端照射方向Ｄ１から、境界面Ｓｂの水平方向他端Ｘ２に対応する第２端照射方向Ｄ２までの範囲だけでなく、この範囲外の所定範囲も走査角範囲θに含まれる。
この所定範囲について、走査距離範囲の上限位置は、これらの各上限位置に相当する位置に、ステップＳ２において被検出物を配置しておき、ステップＳ３で当該被検出物を検出した位置を走査距離範囲の上限位置に設定してよい。代わりに、適宜の入力装置を人が操作することにより、前記所定範囲について、走査距離範囲の上限位置を所望の値に設定してもよい。

なお、パソコンのディスプレイ上に、図２（Ａ）のような平面図を表示させ、この表示に基づいて、パソコンを人が操作して、各高さにおいて、図２（Ａ）の斜線部分のように、走査角範囲θを設定するとともに、前記所定範囲について、各照射方向毎（各走査角毎）に走査距離範囲の上限位置を設定してもよい。

このように、走査距離範囲の上限位置を各センサ３に対して設定する。

なお、ステップＳ１とステップＳ２の順序は逆であってもよい。

また、図２（Ａ）と図４において、境界面Ｓｂの水平方向一端Ｘ１に対応する第１端照射方向Ｄ１から、境界面Ｓｂの水平方向他端Ｘ２に対応する第２端照射方向Ｄ２までの範囲のみを走査角範囲に設定してもよい。この場合には、上述の所定範囲において、走査距離範囲の上限位置の設定を行わない。

上述した本発明の第１実施形態によると、以下の効果（Ａ）〜（Ｆ）が得られる。

（Ａ）センサ３は、走査軸Ｃが鉛直方向を向くように設けられ、センサ３による検出距離範囲の上限位置が境界面Ｓｂに設定されているので、走査軸Ｃのぶれによって検出位置が境界面Ｓｂから変動することを回避できる。

（Ｂ）センサ３の設置位置に合わせて、検出距離範囲の上限位置や走査角範囲θを設定できるので、センサ３の設置作業や調整が容易となる。

（Ｃ）走査軸Ｃが鉛直方向を向くように設けられるので、境界面Ｓｂ上に存在する物体だけでなく、境界面Ｓｂ上には存在しなくても、境界面Ｓｂの付近に存在する人や障害物なども検出することができる。
従って、センサ３は、境界面Ｓｂからはみ出した物体を検出する境界センサの機能を有するだけでなく、境界面Ｓｂの付近に存在する人や障害物などを検出する障害物センサの機能をも有する。
これに対し、図１の参考例では、境界センサ１７と障害物センサ１９の両方を設けている。

（Ｄ）センサ３を昇降部５ａに設置することにより、３次元的に広い範囲に対して物体を検出することができる。

（Ｅ）センサ３は、昇降装置５により昇降するので、鉛直方向に関するセンサ３の取付位置の精度は低くてもよくなる。従って、鉛直方向に関するセンサ３の取付位置の決定が容易になる。

（Ｆ）センサ３の設置位置の自由度が高くなる。例えば、センサ３の設置位置は、図２（Ａ）に示したセンサ３の位置の代わりに、図２（Ａ）において記号Ｐｓで示す位置にセンサ３を設置してもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態による物体検出装置１０について説明する。第２実施形態の物体検出装置１０とその設定方法について、以下で説明しない点は、上述した第１実施形態の場合と同様である。

第２実施形態では、第１実施形態と同様に、境界面Ｓｂは、機械式駐車装置に設けられる駐車スペースの境界面である。該駐車スペースに位置するパレット１１には、車両９が自走して乗り込み可能となっている。

図７は、本発明の第２実施形態による物体検出装置１０の構成を示す。図７（Ａ）は、平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ矢視図である。

センサ３は、昇降扉１３に取り付けられている。昇降扉１３は、前記機械式駐車装置における車路１５に設けられている。車路１５は、前記駐車スペースに車両９が乗り込む時に車両９が通過する通路である。昇降扉１３は、前記駐車スペースの近傍に位置する。昇降扉１３は、下降した位置において車路１５を塞ぎ、上昇した位置において車路１５を開ける。

なお、昇降扉１３を、昇降させる駆動装置の構成は、任意であってよい。例えば、昇降扉１３は、ワイヤーやチェーンなどで吊るされており、ワイヤーやチェーンを駆動することにより、昇降させられてよい。

入庫時に、昇降扉１３が上昇した位置にある状態で、車両９が、昇降扉１３の下方を通過して、駐車スペースに位置するパレット１１上に乗り込む。その後、昇降扉１３を下降させて車路１５を塞ぐ。この時に、センサ３が、図７（Ｂ）における高さＨ１から高さＨ２に移動する期間において、各高さ毎に、センサ３が、走査角範囲θにおいて走査軸Ｃ回りに光を走査することにより境界面Ｓｂからはみ出した物体を検出する。この検出範囲は、平面図においては、図７（Ａ）の斜線部分であり、側面図においては、図７（Ｂ）の斜線部分であり、正面図においては、図３（Ｂ）の斜線部分と同様である。

第２実施形態では、上述のステップＳ１において、走査軸Ｃが鉛直方向を向くようにセンサ３を昇降扉１３に取り付ける。

上述した本発明の第２実施形態によると、上記効果（Ａ）〜（Ｅ）が得られる。また、第２実施形態では、センサ３を昇降扉１３に取り付けるので、センサ３の昇降装置が不要になる。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下のように変更してよい。

上述の各実施形態では、境界面Ｓｂは、機械式駐車装置における駐車スペースの境界面であったが、本発明によると、境界面Ｓｂは、他の境界面であってもよい。

上述の各実施形態では、ステップＳ２において、複数のポール１２を被検出物として用いたが、境界面Ｓｂと同じ大きさの外面を有する被検出物を用いてもよい。この場合、ステップＳ２において、当該外面が境界面Ｓｂに一致するように当該被検出物を前記所定のスペース内に設置する。

３ センサ、５ 昇降装置、５ａ 昇降部、５ｂ サーボモータ、７ 静止体、９ 車両、１０ 物体検出装置、１１ パレット、１１ａ パレットの端面、１３ 昇降扉、１５ 車路

Claims (6)

1. 所定のスペースを区画する境界面からはみ出した物体を検出する物体検出装置であって、
   前記境界面に対して走査軸回りに光を走査することにより、前記境界面からはみ出した物体を検出するセンサを備え、
   前記境界面は鉛直面であり、前記走査軸は鉛直方向を向いており、
   前記センサによる検出距離範囲の上限位置が前記境界面に設定されている、ことを特徴とする物体検出装置。
2. 前記所定のスペースは、機械式駐車装置に設けられる駐車スペースであり、
   該駐車スペースには、車両が自走して乗り込み可能となっている、ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記センサを昇降させる昇降装置を備え、
   前記昇降装置は、昇降駆動される昇降部を有し、前記センサは、前記昇降部に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の物体検出装置。
4. 前記駐車スペースへ向かって延びる車路が設けられ、車両が前記車路を走行して前記駐車スペースに乗り込むようになっており、
   前記車路における前記駐車スペースの近傍に昇降扉が設けられ、
   該昇降扉は、下降した位置で前記車路を塞ぎ、上昇した位置で前記車路を開けるようになっており、
   前記センサは、前記昇降扉に取り付けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の物体検出装置の設定方法であって、
   （Ａ）前記走査軸が鉛直方向を向くように前記センサを設置するとともに、前記境界面に被検出物を配置し、
   （Ｂ）前記センサを作動させて、該センサにより前記被検出物を検出し、
   （Ｃ）前記（Ｂ）で検出した前記被検出物の位置を、前記センサによる走査距離範囲の上限位置に設定する、ことを特徴とする物体検出装置の設定方法。
6. 前記（Ａ）において、複数の前記被検出物を、前記境界面上の互いに異なる位置に配置する、ことを特徴とする物体検出装置の設定方法。