JP2014035191A - 追従制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の位置を検知してそれを追従する追従制御装置を提供する。
【解決手段】発光器４と受光器２を備え、
受光器２は少なくとも左右の位置に配置され、左右の受光量の大小により発光した発光器４の位置を検知し、
受光器２は追従装置５によって追従しうるよう取り付けられ、
受光器２が位置を検出した発光器４の方に向かって受光器２を追従させるよう追従装置５を制御する制御装置８を備えている。
追従装置５により受光器２を発光器４に追従させるよう制御することにより、例えば移動体である人３に発光器４を取り付けて移動体である人３に受光器４を追従させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体を自動的に追従する追従制御装置に関するものである。

移動体を検出する方式や装置としては、従来から各種のものが考案されてきた。
特許文献１には、複数の質問器と、移動物体に付随して移動して質問器に応答する応答器と、各質問器に接続された位置情報記憶装置を具備し、移動物体の移動方向を検出するものが開示されている。
特許文献２には、複数の電極を配置し、利用者が携帯する送信器から送信された信号を受信した電極の順番を検知することにより、利用者の移動方向を判断するものが開示されている。
特許文献３には、単一光源からの光を２つの反射鏡で反射させて２箇所に照射し、各照射光による反射光を２つの受光素子でそれぞれ検出することにより、物体の移動方向を識別するものが開示されている。

特開平８−１９４０１１号公報 特開平７−３３３２４４号公報 特開２００８−８８６７２号公報

しかしながら、上記各従来技術における移動体の検出装置では、移動体の移動方向を検知するに留まり、移動体を追従する制御は行われない。
例えば、スポットライトを移動体に追従させて照射するとか、カメラを移動体に追従させて撮影するような制御を行うことができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、移動体の位置を検知してそれを追従する追従制御装置を提供することをその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の追従制御装置は、発光器と受光器を備え、
受光器は少なくとも相対する第１の位置と第２の位置に配置され、第１の位置と第２の位置の受光量の大小により発光した発光器の位置を検知し、
受光器は追従装置によって追従しうるよう取り付けられ、
受光器が位置を検出した発光器の方に向かって受光器を追従させるよう追従装置を制御する制御装置を備えていることを要旨とする。

本発明は、受光器が追従装置によって追従しうるよう取り付けられ、受光器が位置を検出した発光器の方に向かって受光器を追従させるよう追従装置を制御する。このように、追従装置により受光器を発光器に追従させるよう制御する。これにより、例えば移動体に発光器を取り付けることにより、移動体に受光器を追従させることができる。また、例えば、固定された複数の発光器を移動体の近接に応じて発光させることにより、移動体に受光器を追従させることができる。そして、例えばスポットライトやカメラを受光器と同様に追従させることにより、スポットライトを移動体に追従させて照射したり、カメラを移動体に追従させて撮影したりすることができる。

本発明において、発光器が複数準備されてそれぞれの発光器が移動体に取り付けられ、
複数の発光器に対応するよう複数の受光器が準備され、
各発光器はその発光器を特定するための発光パターンで発光し、
制御装置は、受光器が受光した発光パターンを認識して対応する発光器を識別し、対応する発光器の方に向かって受光器を追従させるよう追従装置を制御する場合には、
移動体に発光器を取り付けることにより、移動体に受光器を追従させることができる。そして、例えばスポットライトやカメラを受光器と同様に追従させることにより、スポットライトを移動体に追従させて照射したり、カメラを移動体に追従させて撮影したりすることができる。

本発明において、固定された複数の発光器が準備され、各発光器は移動体の近接に応じて発光器を発光させる移動体検知センサを備えている場合には、
固定された複数の発光器を移動体の近接に応じて発光させることにより、移動体に受光器を追従させることができる。そして、例えばスポットライトやカメラを受光器と同様に追従させることにより、スポットライトを移動体に追従させて照射したり、カメラを移動体に追従させて撮影したりすることができる。

本発明の第１実施形態の追従制御装置を示す図である。 受光器の詳細を示す断面図である。 追従制御装置のシステム構成を示すブロック図である。 追従対象を識別する状態を説明する図である。 方向制御の状態を説明する図である。 本発明の第２実施形態の追従制御装置を示す図である。

以下、本発明の追従制御装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態の追従制御装置を示す図である。

この実施形態は、発光器４と受光器２を備えている。複数備えた発光器４を移動体である人３にそれぞれとりつける。そして、この例では、カメラ１に受光器２を取り付けて、各発光器４を追従制御する。

すなわち、この実施形態は、例えばカメラ１とともに追従装置５に取り付けられる受光器２と、追従対象の移動体である人３に取り付けられて、その人３を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器４とを備えている。

受光器２は少なくとも相対する第１の位置と第２の位置に配置され、第１の位置と第２の位置の受光量の大小により発光した発光器４の位置を検知する。

この例では、上記受光器２として、左受光器２Ｌ、右受光器２Ｒおよび正面受光器２Ｃが設けられている。相対する第１の位置と第２の位置としてカメラ１の前部の左と右に、それぞれ左受光器２Ｌと右受光器２Ｒが配置されている。また、カメラ１の正面すなわち左受光器２Ｌと右受光器２Ｒの中間には、正面受光器２Ｃが配置されている。

また、受光器２は追従装置５によって追従しうるように取り付けられている。この例では、追従装置５はカメラ１を左右に旋回しうる旋回駆動手段であり、追従装置５に搭載されたカメラ１に受光器２が取り付けられている。

また、受光器２が位置を検出した発光器４の方に向かって受光器２を追従させるよう追従装置５を制御する制御装置８（図３参照）を備えている。

本実施形態では、上述したように、発光器４が複数準備されてそれぞれの発光器４が移動体である人３に取り付けられている。そして、複数の発光器４に対応するよう複数の受光器２が準備されている。各発光器４と受光器２は、１対１で対応するように同じ数だけ準備されている。図では各発光器４と受光器２をそれぞれ３つずつ示している。

この実施形態では、各発光器４は、その発光器４を特定するための発光パターンで発光する。そして、制御装置８は、受光器２が受光した発光パターンを認識して対応する発光器４を識別し、対応する発光器４の方に向かって発光器４を追従させるよう追従装置５を制御する。

図２は、上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの詳細を説明する図である。（Ａ）は左受光器２Ｌの横断面図、（Ｂ）は正面受光器２Ｃの横断面図、（Ｃ）は右受光器２Ｒの横断面図、（Ｄ）は各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの縦断面図である。

これらの受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌは、前面に開口部を有して受光する光の指向性を規制するための指向規制凹部６Ｒ、６Ｃ、６Ｌの奥面に受光センサ７が配置されて構成されている。

右受光器２Ｒの指向規制凹部６Ｒは、右側が４５°の角度に開き、左側は８０〜９０°の角度に絞られて開口しており、正面から右寄りの光を受光し、左方向からの光を受光しないようになっている。
左受光器２Ｌの指向規制凹部６Ｌは、左側が４５°の角度に開き、右側は８０〜９０°の角度に絞られて開口しており、正面から左寄りの光を受光し、右方向からの光を受光しないようになっている。
正面受光器２Ｃの指向規制凹部６Ｒは、左右に７０〜８０°の角度に絞られて開口しており、正面からの光を受光し、右方向および左方向からの光を受光しないようになっている。

図３は、本実施形態における制御系統を説明する図である。

このシステムでは、各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光信号を受信して各種の制御を行う制御装置８を備えている。上記制御装置８は、対象識別部９、追従制御部１０を備えている。

上記対象識別部９は、上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌで受光した発光パターンを識別することにより追従対象である発光器４（すなわち人３）を識別する。そして、追従制御部１０がその識別した発光器２を追従するよう追従装置５の追従制御を行う。

図４は、追従対象である発光器４を識別する状態を説明する図である。

上述したように、発光器４と受光器２すなわちカメラ１が１対１で対応しており、各人３が１つずつ発光器４を携帯する。各発光器４は赤外線を所定の発光パターンで発光する。上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌでは、受光した発光パターンを識別することにより発光器４すなわち人３を識別する。

上記発光器４による発光パターンとしては、例えば、４ビットのパルス発光を用いることができる。この場合は（００００）〜（１１１１）まで３２通りの発光パターンを採ることができ、それぞれ最大３２の発光器４と受光器２を１対１で対応させて識別することが可能になる。

上記発光器４は、人３の例えばウェストベルト等に取り付け、例えば赤外線を所定の発光パターンで発光し、上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌで上記発光パターンを受光する。そして、制御装置８は、上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌで受光した発光パターンを識別することによりその発光器４すなわち人３を識別し、その発光器４すなわち人３を追従するよう追従制御を行うようになっている。

図５は、受光した赤外線により追従制御を行う状態を説明する図である。

上記追従制御部１０は、左右および正面の受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光量を比較することにより、追従対象である発光器４すなわち人３の位置すなわち方向を検知して追従方向の制御を行う。

（Ａ）はカメラ１すなわち受光器２の前方右方向に発光器４を携帯した人３がいる場合である。右受光器２Ｒはカメラ１すなわち受光器２の前方正面から右寄りの光を受光し、左受光器２Ｌはカメラ１すなわち受光器２の右方向からの光を受光せず、正面受光器２Ｃは右方向および左方向からの光を受光しない。このため、この場合は右受光器２Ｒが発光器４からの光を受光する。このとき、追従制御部１０は、追従装置５を制御してカメラ１すなわち受光器２が右方向に回って発光器４を携帯した人３を追従するように制御する。

（Ｂ）はカメラ１すなわち受光器２の前方正面に発光器４を携帯した人３がいる場合である。正面受光器２Ｃはカメラ１すなわち受光器２の正面の光を受光し、右受光器２Ｒはカメラ１すなわち受光器２の左方向からの光を受光せず、左受光器２Ｌはカメラ１すなわち受光器２の右方向からの光を受光しない。このため、この場合は正面受光器２Ｃが発光器４からの光を受光する。このとき、追従制御部１０は、カメラ１すなわち受光器２をそのままの位置にして発光器４を携帯した人３を追従するように制御する。

（Ｃ）はカメラ１すなわち受光器２の前方左方向に発光器４を携帯した人３がいる場合である。左受光器２Ｌはカメラ１すなわち受光器２の前方正面から左寄りの光を受光し、右受光器２Ｒはカメラ１すなわち受光器２の左方向からの光を受光せず、正面受光器２Ｃは右方向および左方向からの光を受光しない。このため、この場合は左受光器２Ｌが発光器４からの光を受光する。このとき、追従制御部１０は、追従装置５を制御してカメラ１すなわち受光器２が左方向に回って発光器４を携帯した人３を追従するように制御する。

このとき、例えば、左受光器２Ｌが発光器４の光を受光せず、右受光器２Ｒと正面受光器２Ｃがそれぞれ受光したときは、正面受光器２Ｃの受光を優先させて、追従制御部１０はカメラ１すなわち受光器２がそのままの位置を維持するように追従装置５を制御する。または、追従制御部１０は、右受光器２Ｒだけが光を受光し、左受光器２Ｌおよび正面受光器２Ｃが光を受光しない（Ａ）の状態に比べて少ない角度でカメラ１すなわち受光器２が右方向に回って発光器４を携帯した人３を追従するように追従装置５を制御することもできる。

同様に、右受光器２Ｒが発光器４の光を受光せず、左受光器２Ｌと正面受光器２Ｃがそれぞれ受光したときは、正面受光器２Ｃの受光を優先させて、追従制御部１０はカメラ１すなわち受光器２がそのままの位置を維持するように追従装置５を制御する。または、追従制御部１０は、左受光器２Ｌだけが光を受光し、右受光器２Ｒおよび正面受光器２Ｃが光を受光しない（Ｃ）の状態に比べて少ない角度でカメラ１すなわち受光器２が右方向に回って発光器４を携帯した人３を追従するように追従装置５を制御することもできる。

また、右受光器２Ｒ、左受光器２Ｌ、正面受光器２Ｃの全てが発光器４の光を受光したときも、正面受光器２Ｃの受光を優先させて、追従制御部１０はカメラ１すなわち受光器２がそのままの位置を維持するように追従装置５を制御する。

このように、各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光の有無に基づいて移動制御を行うことができる。また、各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光の大小に基づいて移動制御を行ってもよい。いずれの場合も、本発明における受光量を比較することにより移動方向を制御するものである。

このように、本実施形態では、追従対象である人３と受光器２との対応関係を識別する信号と、追従方向を制御するための信号とを同じ発光パターンの光で兼用しているのである。

この例では、相対する第１の位置と第２の位置としてカメラ１の左と右に左受光器２Ｌと右受光器２Ｒを配置した。そして、追従装置５は、カメラ１および受光器２を、左側と右側の間で旋回させることにより、カメラ１および受光器２が発光器４および人３の方を向くように追従させる。すなわち、追従装置５は、カメラ１および受光器２を、相対する第１の位置側と第２の位置側の間で旋回させることにより、カメラ１および受光器２が発光器４および人３の方を向くように追従させる。

相対する第１の位置と第２の位置は左と右に限定するものではない。カメラ１の上と下に上下の受光器２を配置することもできるし、左上と右下に配置したり左下と右上に配置したりすることもできる。これらいずれの場合も、第１の位置側と第２の位置側の間でカメラ１および受光器２を旋回させることにより、カメラ１および受光器２が発光器４および人３の方を向くように追従させる。

また、これらの相対する第１の位置と第２の位置を複数組み合わせた配置とすることもできる。この場合、カメラ１および受光器２を上下左右自在に旋回させることにより、カメラ１および受光器２が発光器４および人３の方を向くように追従させる。

このように、本実施形態によれば、受光器２が追従装置５によって追従しうるよう取り付けられ、受光器２が位置を検出した発光器４の方に向かって受光器２を追従させるよう追従装置５を制御する。このように、追従装置５により受光器２を発光器４に追従させるよう制御する。これにより、例えば移動体である人３に発光器４を取り付けることにより、移動体である人３に受光器２を追従させることができる。

また、発光器４が複数準備されてそれぞれの発光器４が移動体である人３に取り付けられ、
複数の発光器４に対応するよう複数の受光器２が準備され、
各発光器４はその発光器４を特定するための発光パターンで発光し、
制御装置８は、受光器２が受光した発光パターンを認識して対応する発光器４を識別し、対応する発光器４の方に向かって受光器２を追従させるよう追従装置４を制御するため、
移動体である人３に発光器４を取り付けることにより、移動体である人３に受光器２を追従させることができる。そして、例えばスポットライトやカメラ１を受光器２と同様に追従させることにより、スポットライトを移動体である人３に追従させて照射したり、カメラ１を移動体である人３に追従させて撮影したりすることができる。

図６は、本発明の第２実施形態を示す。

この例は、固定された複数の発光器４が準備され、各発光器４は移動体である人３の近接に応じて発光器４を発光させる移動体検知センサ１１を備えている。

この例によれば、固定された複数の発光器４を移動体である人３の近接に応じて発光させることにより、移動体である人３に受光器２を追従させることができる。そして、例えばスポットライトやカメラ１を受光器２と同様に追従させることにより、スポットライトを移動体である人３に追従させて照射したり、カメラ１を移動体である人３に追従させて撮影したりすることができる。それ以外は、上記第１実施形態と同様であり同様の作用効果を奏する。

なお、上記各実施形態では、追従対象の移動体が人３である例を例示して説明したが、これに限定するものではなく、追従対象は、車両、飛行体等、各種のものに適用できる趣旨である。

また、上記各実施形態では、上記発光器４による発光パターンとして、４ビットのパルス発光を利用することを例示したが、これに限定するものではなく、６ビットや８ビットのパルス発光を利用することもできる。

１：カメラ
２：受光器
２Ｌ：左受光器
２Ｒ：右受光器
２Ｃ：正面受光器
３：人
４：発光器
５：追従装置
６Ｌ、６Ｒ、６Ｃ：指向規制凹部
７：受光センサ
８：制御装置
９：対象識別部
１０：追従制御部
１１：移動体検知センサ

Claims (3)

1. 発光器と受光器を備え、
   受光器は少なくとも相対する第１の位置と第２の位置に配置され、第１の位置と第２の位置の受光量の大小により発光した発光器の位置を検知し、
   受光器は追従装置によって追従しうるよう取り付けられ、
   受光器が位置を検出した発光器の方に向かって受光器を追従させるよう追従装置を制御する制御装置を備えていることを特徴とする追従制御装置。
2. 発光器が複数準備されてそれぞれの発光器が移動体に取り付けられ、
   複数の発光器に対応するよう複数の受光器が準備され、
   各発光器はその発光器を特定するための発光パターンで発光し、
   制御装置は、受光器が受光した発光パターンを認識して対応する発光器を識別し、対応する発光器の方に向かって受光器を追従させるよう追従装置を制御する請求項１記載の追従制御装置。
3. 固定された複数の発光器が準備され、各発光器は移動体の近接に応じて発光器を発光させる移動体検知センサを備えている請求項１記載の追従制御装置。

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