JP2017067559A - Distance measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照射パルスを用いて距離を測定するパルスToF(飛行時間、Time Of Flight)方式の距離測定装置に関する。 The present invention relates to a pulse ToF (Time Of Flight) type distance measuring device that measures a distance using an irradiation pulse.
測定対象に照射パルスを照射し、その照射パルスが照射されてから、照射パルスに基づく測定対象からの散乱反射光(受光パルス)が受光されるまでの時間差に基づいて、測定対象までの距離を算出するパルスToF方式を用いた距離測定装置が広く実用化されている。 The distance to the measurement target is calculated based on the time difference between the irradiation pulse being irradiated on the measurement target and the time when the scattered reflected light (received pulse) from the measurement target is received based on the irradiation pulse. A distance measuring device using the pulse ToF method to be calculated has been widely put into practical use.
ところで、通常、パルスToF方式の距離測定装置では、光学部材等を保護するために、当該光学部材を納めた筐体に透明な窓部材が設置され、この透明な窓部材を介してパルス光の受発光を行うことで距離測定を行っている。このため、透明な窓部材に埃、泥等の汚れが付着すると、汚れからの反射光が受光パルスに影響するため距離計測値に誤差が発生し、最悪の場合、距離計測不能に陥ってしまうという問題が生じる。 By the way, in a pulse ToF type distance measuring device, in order to protect an optical member or the like, a transparent window member is installed in a housing in which the optical member is accommodated, and pulse light is transmitted through the transparent window member. Distance measurement is performed by receiving and emitting light. For this reason, if dirt such as dust or mud adheres to the transparent window member, the reflected light from the dirt affects the light reception pulse, causing an error in the distance measurement value, and in the worst case, the distance measurement becomes impossible. The problem arises.
そこで、透明な窓部材に付着した汚れを検出する技術が種々提案されている。 Therefore, various techniques for detecting dirt adhering to a transparent window member have been proposed.
例えば、例えば特許文献1には、装置内部の走査角の最端部の位置に反射板を設け、投射光の一部がこの反射板で反射した後、窓を照射透過することで、窓表面で散乱反射して受光部に入る光のレベルがしきい値を超えた場合に汚れが付着したと判断する技術が開示されている。
For example, in
また、特許文献2には、窓部に付着してレーザ光の透過を抑制する異物が当該窓部に照射されるレーザ光の面積よりも大きく付着する場合に、当該異物にて反射された反射光の光量および検出時間を異物反射光量および異物反射時間とし、光検出手段により検出時間が上記異物反射時間に相当する時間にて検出される反射光のうち、その光量が上記異物反射光量より低く設定された第1閾値以上であり上記異物反射光量より高く設定された第2閾値未満である反射光を窓に付着した異物からの反射光であると判定する技術が開示されている。
Further, in
しかしながら、上述した特許文献1,2によれば、窓に付着した異物(汚れ)を検出することができるものの、以下のような問題を有している。
However, according to
特許文献1では、装置内部に反射板のような異物を設けると、発光部からの漏れ光の一部が反射板に当たり、受光部に入る迷光が増加する虞がある。また、反射板のシビアな位置調整が必要となる。
In
また、特許文献2では、同軸光学系の場合、迷光と信号光の強度レベルおよび時間領域がオーバーラップしているので、汚れ(異物)にはかからず近距離物体にのみかかるような最適なしきい値を設定することが困難である。さらに、異物が反射率の高い材質の場合、しきい値を高くしても誤検出してしまう虞があり、逆にしきい値を高くしすぎると、近距離の低反射率の物体が検出できない虞がある。
Further, in
本発明は、上記の各問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、光学部材を覆う窓部材としてのカバー部材に付着した汚れを精度よく検出することができる距離測定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to measure distance that can accurately detect dirt attached to a cover member as a window member that covers an optical member with a simple configuration. To provide an apparatus.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る距離測定装置は、光出射角度が変化するように回転走査しながら外部に向けて出射パルス光を出射する光出射部と、上記光出射部を覆うと共に、上記出射パルスが走査される領域に、上記出射パルス光を透過する透過領域が設けられたカバー部材と、上記出射パルス光が測定対象に反射されて生じた反射光を受信パルス光として受信する光受信部と、上記出射パルス光が出射されてから上記受信パルス光が受信されるまでの時間差に基づいて上記測定対象までの距離を算出する距離算出部と、を備えた距離測定装置であって、上記透過領域は、第1透過領域と、上記出射パルス光が上記カバー部材を透過する際に、該出射パルス光の一部が反射して生じる光の発生量が該第1透過領域よりも多い第2透過領域からなり、上記第2透過領域を透過した受信パルス光から上記カバー部材の透過異常状態を判定する透過異常状態判定部をさらに備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a distance measuring device according to one aspect of the present invention includes a light emitting unit that emits outgoing pulsed light toward the outside while rotating and scanning so that a light emission angle changes, and the light A cover member that covers the emission part and is provided with a transmission region that transmits the emission pulse light in an area where the emission pulse is scanned, and receives reflected light that is generated when the emission pulse light is reflected by the measurement target A light receiving unit that receives the pulsed light; and a distance calculation unit that calculates a distance to the measurement object based on a time difference from when the emitted pulsed light is emitted to when the received pulsed light is received. In the distance measurement device, the transmission region includes a first transmission region, and when the emitted pulsed light is transmitted through the cover member, a generation amount of light generated by reflecting a part of the emitted pulsed light is From the first transmission area Made from more second transmissive region, is characterized in that it further comprises the transmission abnormal state determination unit determines from the second received pulse light transmissive region transmitted through the transmitting abnormal state of the cover member.
本発明の一態様によれば、簡単な構成で、光学部材を覆う窓部材としてのカバー部材に付着した汚れを精度よく検出することができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to accurately detect dirt attached to a cover member as a window member that covers an optical member with a simple configuration.
〔実施形態1〕
本発明の実施の形態について、以下に説明する。なお、本実施形態では、本発明の距離測定装置としてレーザレンジファインダ(以下、「LRF」という)の例について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below. In the present embodiment, an example of a laser range finder (hereinafter referred to as “LRF”) will be described as the distance measuring device of the present invention.
(LRF1の概略説明)
図1の(a)はLRF1の断面を示し、図1の(b)はLRF1の距離測定範囲を示している。
(Schematic description of LRF1)
FIG. 1A shows a cross section of the
LRF1は、ToF(Time Of Fright)方式の距離計測装置であり、発光パルス光(出射パルス光)と受光パルス光(受信パルス光)の時間差から距離を計測(算出)するようになっており、図1の(a)に示すように、発光素子(光出射部)11、光学部材12、受光素子(光受信部)13、モータ14、シャフト15、発光回路16、受光回路17、プロセッサ基板(距離算出部)18、その他の部材(図示せず)で構成されており、これらがフード(カバー部材)2、及び、筐体3の中に収められている。なお、筐体3には、フード2に汚れを付着したこと、すなわち透過異常状態を検出したことを示す汚れ付着インジケータ20が設けられている。
The
フード2は、赤外線を透過し可視光を遮断する樹脂材料で作製された略円筒形の部材であり、発光パルス光(図中の太破線:以下、発光パルスと称する)、及び、受光パルス光(図中の細破線:以下、受光パルスと称する)を透過する一方で、太陽光などの外乱光の入射を防止する役割を有する。また、フード2は、内部の発光素子11、光学部材12、受光素子13、モータ14などへの異物の付着を防止する役割も有する。
The
発光素子11は、赤外パルス半導体レーザであり、外部から入力された駆動パルス信号に応じて、パルス幅が数ns〜数10ns、出力が数W程度のパルス光を発光パルスとして出力する。
The light-emitting
光学部材12は、複数のミラー、レンズおよび遮光筒などによって構成されており、発光素子11からの光を外部に送出し、また外部からの光を受光パルスとして受光素子13に導くようになっている。
The
具体的には、光学部材12は、発光素子11から遮光筒12dを通して出力されたパルス光(発光パルス)をフード2側に反射させる立上げミラー12aと、立上げミラー12aによって立ち上がったパルス光をフード2の外部に存在する計測対象物(測定対象)101に反射する反射ミラー12bと、計測対象物101にて反射したパルス光(受光パルス)を、フード2内に設けられた遮光筒12eを通して反射ミラー12bによって受光素子13側に反射させ、当該受光素子13にパルス光を集光させる受光レンズ12cとを含んでいる。
Specifically, the
受光素子13は、PIN型フォトダイオードまたはアバランシェフォトダイオードであり、外部の計測対象物で散乱反射されて返ってくるパルス光(反射光)を受光し、電流パルス信号に変換することができる。
The
モータ14は、反射ミラー12bを含む光学部材12の一部にシャフト15を介して接続されており、それら光学部材12を、Z軸を中心に回転させることができる。これにより、発光素子11から出る発光パルス光の方向を変化させ、図1の(b)に示すように、水平面内を走査させることができる。ここで、LRF1の前後方向をY軸(Y−Y’軸)、左右方向をX軸(X−X’軸)、さらに上下方向をZ軸(Z−Z’軸)と定義する。
The
発光回路16は、発光素子11が実装されており、当該発光素子11を発光させるための回路であり、プロセッサ基板18によって駆動制御されている。
The
受光回路17は、受光素子13が実装されており、当該受光素子13が出力する電流パルス信号を時間−デジタル変換して1連の距離データにまとめる回路であり、プロセッサ基板18によって駆動制御されている。
The
プロセッサ基板18は、発光回路16、受光回路17と相互にハーネスによって接続されている。プロセッサ基板18の詳細は後述する。
The
上記構成のLRF1は、例えば自律移動ロボットの内部に設置され、ロボットを制御するホストPCと電気的に接続されている。LRF1は、ホストPCと通信を行い、ホストPCの制御コマンドに応じて計測を行い、計測データをホストPCに送信するようになっている。
The
(LRF1の回路構成)
図2は、LRF1の回路構成を示しており、これら回路の構成要素は、複数の回路基板に分割して実装されている。
(LRF1 circuit configuration)
FIG. 2 shows a circuit configuration of the
LRF1のプロセッサ基板18は、図2に示す制御部18a、TDC演算部18b、汚れ判定部(透過異常状態判定部)18c、集計部18dを含んでいる。
The
制御部18aは、モータ14、発光回路16、受光回路17に駆動のための信号を送信する。これにより、発光回路16は、発光素子11からパルス光を発光パルスとして出射させる。発光パルスは、光学部材およびフードを経由して外部に出力される。このとき、同時にモータ14は、光学部材12を回転させ、発光パルスの出射方向を水平面内で変化させる。つまり、光出射角度が変化するように回転走査しながら外部に向けて出射パルス光を出射する光出射部を御構成している。その結果、図1(a)に示すように、水平面内にある計測対象物101に発光パルスを投射することができる。
The
なお、本実施形態のLRF1は、正面を0degとして、−135degから+135degまでの角度範囲にある計測対象物101を計測できるように設計されている。
In addition, LRF1 of this embodiment is designed so that the
計測対象物101に到達してその表面で散乱反射した光の一部は、受光パルスとしてフード2、光学部材12を経由して受光素子13に到達し、電流パルス信号に変換される。受光素子13に接続されている受光回路17は、TIA(トランスインピーダンスアンプ)、アンプ、コンパレータで構成されており、それぞれ電流-電圧変換、増幅および2値化を行う。なお、コンパレータに入力されるしきい値は、制御部18a内部のメモリから読み出される。
A part of the light that reaches the
2値化された受光パルスは、TDC演算部18bに送信される。同様に、発光回路16に入力される発光パルスもTDC演算部18bに送信される。
The binarized light reception pulse is transmitted to the TDC calculation unit 18b. Similarly, a light emission pulse input to the
TDC演算部18bでは、その2つの2値化信号(受光パルス、発光パルス)の時間差をデジタル値に変換して、汚れ判定部18c及び集計部18dに出力する。
The TDC calculation unit 18b converts the time difference between the two binarized signals (light reception pulse and light emission pulse) into a digital value and outputs the digital value to the
汚れ判定部18cは、受信したデジタル値からフード2の汚れを判定する。汚れ判定部18cによるフード2の汚れ判定の詳細については後述する。
The
集計部18dは、受信したデジタル値を距離に変換した後、モータ1回転(1周分)のデータとしてまとめて蓄えておき、ユーザの求めに応じてホストPCに出力する。
The totalizing
(フードに付着する汚れの影響)
図3は、フードに付着する異物(汚れ)の影響を説明するための図である。図4は、フードに汚れが付着した場合と、汚れが付着していない場合とにおける発光パルス及び受光パルスを示し、(a)は計測対象物101が遠距離にある場合、(b)は計測対象物101が近距離にある場合の発光パルス及び受光パルスを示す。
(Influence of dirt on the hood)
FIG. 3 is a diagram for explaining the influence of foreign matter (dirt) adhering to the hood. FIG. 4 shows a light emission pulse and a light reception pulse when dirt is attached to the hood and when dirt is not attached. FIG. 4A shows a case where the
フードは、上述のように、内部の部材(光学部材やモータ等)の保護のために設置されているが、LRFの使用中にホコリや砂、泥などの異物(汚れ)が付着すると、図3に示すようにその異物で散乱反射した光(図中の破線の矢印)も受光部に返るため、計測対象物を計測する際の誤差となってしまう。 As described above, the hood is installed to protect internal members (such as optical members and motors), but if foreign matter (dirt) such as dust, sand, or mud adheres during use of the LRF, 3, light scattered and reflected by the foreign matter (broken arrows in the figure) is also returned to the light receiving unit, resulting in an error in measuring the measurement object.
図4の(a)に示すように、計測対象物が遠距離であれば、汚れによる受光パルスと計測対象物による受光パルスの位置が異なるので、時間差を手掛かりに両者を分離することは可能である。しかし、図4の(b)のように計測対象物がフードに近い近距離の場合は、両パルスが重なり合うので、互いに分離できない。 As shown in FIG. 4 (a), if the measurement object is a long distance, the positions of the light reception pulse due to the dirt and the light reception pulse due to the measurement object are different. is there. However, when the object to be measured is at a short distance close to the hood as shown in FIG. 4B, both pulses overlap each other and cannot be separated from each other.
反射率の高い物体から帰ってくる光の強度は強く、受光回路を経て出力される2値化後の受光パルス信号のパルス幅は大きい。一方、反射率の低い物体から得られる受光パルス信号のパルス幅は狭い。従って、図4の(b)のような状態では、フードが汚れていて反射率の低い物体が近距離にある状態と、フードに汚れがなく反射率の高い物体が近距離にある状態とが区別できないことになる。 The intensity of light returning from an object having a high reflectance is strong, and the pulse width of the received light pulse signal after binarization output through the light receiving circuit is large. On the other hand, the pulse width of the received light pulse signal obtained from an object with low reflectance is narrow. Therefore, in the state as shown in FIG. 4B, there are a state in which the hood is dirty and an object with low reflectance is in a short distance, and a state in which a hood is clean and has a high reflectance is in a short distance. It will be indistinguishable.
LRFで計測する計測対象物やフードに付着する汚れの反射率はまちまちであり、広い範囲に分布するので、受光パルスのパルス幅もそれらの反射率によって大きく変動する。そのため、パルス幅を手掛かりにフードの汚れのあり/なしを判別することも難しい。 The reflectance of dirt adhering to the measurement object or hood measured by the LRF varies and is distributed over a wide range, so the pulse width of the received light pulse varies greatly depending on the reflectance. For this reason, it is difficult to determine whether the hood is dirty or not using the pulse width as a clue.
以上のことから、フードに汚れが付着した状態で計測を行った場合、汚れによる計測誤差を事後的に取り除くことは不可能であることが分かる。従って、フードに汚れが付着していることを何らかの方法で事前に検出する手段および検出結果使用者に通知する手段が必要になる。 From the above, it can be seen that when measurement is performed with dirt on the hood, it is impossible to remove the measurement error due to dirt afterwards. Therefore, a means for detecting beforehand that the hood is contaminated by some method and a means for notifying the detection result user are required.
上記の問題を解決するために、本実施形態のLRF1では、フード2の特定の領域に微小な「汚れ検出領域」を設けている。
In order to solve the above problem, in the
(フード2の計測領域及び汚れ検出領域)
図5は、計測領域と汚れ検出領域とを説明するための図である。図6の(a)は、LRF1の側面図であり、(b)は(a)に示したLRF1のフード2の汚れ検出領域を示す図である。
(Measurement area and dirt detection area of the hood 2)
FIG. 5 is a diagram for explaining the measurement area and the dirt detection area. 6A is a side view of the
上記フード2の出射パルスが走査される領域に設けられた、上記出射パルス光を透過する透過領域は、図5に示すように、計測領域(第1透過領域)Aと、上記出射パルス光が上記フード2を透過する際に、該出射パルス光の一部が反射して生じる光の発生量が該計測領域よりも多い汚れ検出領域(第2透過領域)Bからなる。
As shown in FIG. 5, the transmission region provided in the region where the emission pulse of the
本実施形態において、汚れ検出領域Bは、図5に示すように、計測角度範囲の両端、即ち正面を0deg、反時計回りを正方向としたときに−135degおよび+135deg付近に、約0.1mm(角度で約0.25deg相当)程度の幅で形成されている。このように汚れ検出領域Bの幅を可能な限り小さくして計測領域Aの両岸に配置(図6の(a))することで、計測領域Aを可能な限り大きくとるとともに、計測領域Aの信号へ及ぼす影響を最小限に抑えることができる。また、汚れ検出領域Bを1か所ではなく複数箇所(本実施形態では2箇所)設けることで、ノイズや他の障害物による誤検出のリスクを減らし、確実に汚れを検出することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the dirt detection area B is about 0.1 mm near both ends of the measurement angle range, that is, around −135 deg and +135 deg when the front is 0 deg and the counterclockwise direction is the positive direction. It is formed with a width of about (corresponding to about 0.25 deg in angle). Thus, by making the width of the dirt detection area B as small as possible and arranging it on both banks of the measurement area A (FIG. 6A), the measurement area A is made as large as possible, and the measurement area A The influence on the signal can be minimized. Further, by providing a plurality of dirt detection regions B (two places in the present embodiment) instead of one, the risk of erroneous detection due to noise and other obstacles can be reduced, and dirt can be detected reliably.
なお、距離の計測を適切に行うためには、計測領域Aは、光出射角度180度以上に対応する長さ以上の領域に連続して設けられていることが好ましい。 In order to appropriately measure the distance, the measurement area A is preferably provided continuously in an area having a length corresponding to a light emission angle of 180 degrees or more.
汚れ検出領域Bは、本実施形態では、フード2内側表面の透過率を他の領域(計測領域A)よりわずかに低下させて、迷光レベルが他の通常領域よりも若干高くなるように形成されている。これにより、汚れ検出領域Bでは、出射パルス光が上記フード2を透過する際に、該出射パルス光の一部が反射して生じる光の発生量が計測領域Aよりも多くなる。
In this embodiment, the dirt detection area B is formed so that the transmittance of the inner surface of the
汚れ検出領域Bは、計測領域Aに隣接して設けられているのが好ましく、さらに、計測領域Aに両側から挟み込まれるように設けられているのが好ましい。 The dirt detection area B is preferably provided adjacent to the measurement area A, and is preferably provided so as to be sandwiched in the measurement area A from both sides.
本実施形態では、汚れ検出領域の透過率の変化は、「レーザ加工による粗面化」で行う。予めフード2内側表面に、レーザ加工により図6の(b)に示すような微細なドットパターンが形成され、その部分だけ表面の散乱反射率がわずかに高くなるようにしている。レーザ加工を用いることで、フード2内側表面の微小な領域の透過率を高精度に制御し、微細な汚れ検出領域を形成することができるという利点がある。
In the present embodiment, the change in the transmittance of the dirt detection region is performed by “roughening by laser processing”. A fine dot pattern as shown in FIG. 6B is formed in advance on the inner surface of the
なお、汚れ検出領域の形成は、上述の手法以外に「機械的研磨」「薬剤によるエッチング」「めっき」「コーティング剤の塗布」「異種部材の貼付」「フード2の材質よりも出射パルス光の反射率が高い光反射性物質の塗布または貼付」などの方法でも可能である。必要に応じてそれらのいずれかの手法で行っても良い。
In addition to the above-described method, the contamination detection region is formed by “mechanical polishing”, “etching with chemicals”, “plating”, “coating agent coating”, “applying a different member”, and “applying the emitted pulse light more than the material of the
(フード2の汚れ検出原理)
図7の(a)は計測領域、(b)は汚れ検出領域のパルスを示す。
(Fouling detection principle of hood 2)
7A shows a measurement region, and FIG. 7B shows a pulse in a dirt detection region.
図8は、LRF1における迷光レベルと、回転角度(回転走査角度)との関係を示す。
FIG. 8 shows the relationship between the stray light level in the
本実施形態におけるLRF1では、当該LRF1の組立調整工程において、汚れ検出領域Bの迷光レベルが計測しきい値よりもわずかに低いレベルとなるように、図7の(b)に示すように、計測しきい値(Vth_0)を調整する工程を加えている。
In the
LRF1の光学系(光学部材12など)では、可能な限り迷光を低減するよう光学設計を工夫し、遮光筒12d、12eを設けて迷光を遮断したりしているが、それでもごく微小な迷光成分が残っている。この迷光成分は、例えば遮光筒12d、12eのわずかな隙間の大きさや発光パルス光の光路が回転角に応じて変化することにより、回転角に依存して変動する特性がある。
In the optical system of LRF1 (such as the optical member 12), the optical design is devised so as to reduce stray light as much as possible, and the
先に述べたように、フード2内側表面の汚れ検出領域Bは、他の領域(計測領域A)よりも散乱反射率をわずかに高めているので、他の領域よりも迷光の信号がやや大きくなる。
As described above, the dirt detection region B on the inner surface of the
もし汚れ検出領域Bを設けず、しきい値を計測領域の迷光レベルよりもわずかに高いV_th1のレベルに設定すると、回転角度に応じた迷光量の変動やその経時変化が影響して、V_th1のレベルを上回ることがあり得る。その場合、しきい値を超えたのが迷光量の変動によるものなのか汚れによるものなのか、判別するのが非常に困難となる。 If the stain detection area B is not provided and the threshold value is set to a level of V_th1 slightly higher than the stray light level of the measurement area, the fluctuation of the stray light amount according to the rotation angle and its change over time will affect the V_th1. It can exceed the level. In this case, it is very difficult to determine whether the threshold value is exceeded due to fluctuations in the amount of stray light or due to dirt.
これに対し、計測領域Aよりも迷光レベルを意図的に高めた汚れ検出領域Bを別に設け、しきい値を素の迷光レベルよりも若干高いV_th0のレベルにすると、計測領域Aの迷光の変動範囲よりも十分高いレベルであるので、迷光成分の経時変化があったとしても、このしきい値を容易には上回らないことになる。フード2の汚れ検出領域Bに汚れが付着した場合においてのみ、図7の(b)に示すように、しきい値V_th0を超え、図7の(a)に示すように、計測領域Aではしきい値V_th0を超えないので、迷光量の変動ではなくフード2の汚れであるということを明らかに判別することができる。
On the other hand, if a dirt detection region B in which the stray light level is intentionally higher than that of the measurement region A is separately provided and the threshold value is set to a level of V_th0 slightly higher than the original stray light level, the fluctuation of stray light in the measurement region A is changed. Since the level is sufficiently higher than the range, even if the stray light component changes with time, this threshold value is not easily exceeded. Only when dirt is attached to the dirt detection area B of the
実際の組立調整工程では、汚れ検出領域Bでの迷光レベルを実測し、それよりもわずかに大きな値としてしきい値V_th0を決定して、LRF1の制御部18a内に存在する不揮発性のメモリに記憶させる。LRF1の動作時には、制御部18aが起動直後にメモリに記憶された値を読み出し、その値を受光回路17内のコンパレータのしきい値として設定する。
In the actual assembly adjustment process, the stray light level in the dirt detection region B is actually measured, the threshold value V_th0 is determined as a value slightly larger than that, and the nonvolatile memory existing in the
(フード2の汚れ検出動作)
図9は、フード2の汚れ検出動作の処理の流れを示すフローチャートである。なお、本実施形態に係るLRF1では、計測中に毎回汚れ判定を行うものとする。
(
FIG. 9 is a flowchart showing a process flow of the dirt detection operation of the
まず、LRF1は電源投入後、モータが一定の回転速度で回転して距離計測を行う。回転角が2か所の汚れ検出領域Bのいずれかに達すると、計測モードから汚れ判定モードに移行する。ここで、汚れ判定モードが開始される。
First, after the power is turned on, the
汚れ判定モードでは、まず、しきい値以上の信号が存在するか否かを判定する(S11)。具体的には、汚れ判定モードが開始されると、汚れ検出領域Bで計測された受光パルス信号がTDC演算部18bに入り、その演算結果が通常の集計部18dとは異なる汚れ判定部18cに入力される。汚れ判定部18cでは、あらかじめ定められたフード2の位置に相当する時間領域に、しきい値を超える信号が存在するかどうかを確認し、しきい値を超える信号がある場合は汚れありという判定を行う。
In the dirt determination mode, first, it is determined whether or not there is a signal equal to or greater than a threshold value (S11). Specifically, when the stain determination mode is started, the received light pulse signal measured in the stain detection region B enters the TDC calculation unit 18b, and the calculation result is input to the
S11において、しきい値以上の信号が存在していると判定(YES)されれば、汚れ付着のフラグ+1にする(S12)。一方、S11において、しきい値以上の信号が存在していないと判定(NO)されれば、汚れ付着のフラグが1以上の場合は、当該フラグを−1にする。 If it is determined in S11 that a signal equal to or greater than the threshold value is present (YES), the dirt adhesion flag is set to +1 (S12). On the other hand, if it is determined in S11 that a signal equal to or greater than the threshold does not exist (NO), if the dirt adhesion flag is 1 or more, the flag is set to -1.
そして、上記のフラグがしきい値N_th(回)以上であるか否かを判定する(S14)。ここでは、ノイズや計測誤差の影響を抑えるため、連続して複数回(本実施形態ではN_th回:実際には、数回から数十回程度)以上信号が存在する場合(YES)にのみ「汚れあり」と判定する(S15)。 And it is determined whether said flag is more than threshold value N_th (times) (S14). Here, in order to suppress the influence of noise and measurement error, only when there is a signal more than once (N_th times in the present embodiment: actually several times to several tens times) or more (YES), “ It is determined that there is a stain (S15).
汚れありと判定された場合、汚れ判定部18cは図1の(a)に示すLRF1の筐体3に設けられた汚れ付着インジケータ20を点滅させ(S16)、使用者にフード2が汚れていることを知らせる。使用者がフードの汚れを除去し、汚れ検出領域の受光信号がしきい値を下回ったことが確認されると、汚れ判定部18cは汚れ付着インジケータ20を消灯させる。
When it is determined that there is dirt, the
一方、S14において、フラグがしきい値N_th以上でない、すなわち、しきい値以上の信号の存在が連続してN回以上でないと判定(NO)されれば、汚れなしと判定する(S17)。 On the other hand, if it is determined in S14 that the flag is not equal to or greater than the threshold value N_th, that is, the presence of a signal equal to or greater than the threshold value is not continuously equal to or greater than N times (NO), it is determined that there is no contamination (S17).
汚れなしと判定された場合、汚れ判定部18cは図1の(a)に示すLRF1の筐体3に設けられた汚れ付着インジケータ20が点灯していれば、消灯させ(S18)、汚れ判定モードを終了し、通常の計測モードに移行する。
When it is determined that there is no dirt, the
なお、このような汚れ検出領域Bでの汚れ判定は、計測中に毎回実施しても良いし、N回転ごと、もしくはN分(N時間)ごとに定期的に実施しても良い。さらに、汚れの付着頻度がそれほど高くない場合は、起動直後に1回だけ実施する方式とすることも可能である。 Such a stain determination in the stain detection area B may be performed every time during measurement, or may be performed periodically every N rotations or every N minutes (N hours). Furthermore, when the frequency of dirt adhesion is not so high, it is possible to adopt a method of performing only once immediately after startup.
本実施形態では、汚れ検出領域Bを、図5に示すように、計測角度範囲の両端(2箇所)に設けられている例について説明したが、以下の実施形態2では、汚れ検出領域Bを3箇以上設けた例について説明する。
In the present embodiment, an example in which the dirt detection area B is provided at both ends (two places) of the measurement angle range as shown in FIG. 5 has been described. However, in the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described as follows. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図10の(a)は、LRF21の概略構成斜視図を示し、(b)はLRF21の計測領域と汚れ検出領域とを説明するための図である。
FIG. 10A shows a schematic configuration perspective view of the
本実施形態に係るLRF21は、図10の(a)に示すように、前記実施形態1のLRF1のフード2、筐体3とほぼ同じ機能を有する、フード22及び筐体23を備えているが、フード22はフード2と異なり、汚れ検出領域Bを計測領域Aの両端だけでなく中央部分にも複数箇所設けている。具体的には、図10の(b)に示すように、45°刻みで7箇所に汚れ検出領域B1〜B7を設けている。
As shown in FIG. 10A, the
計測領域Aによる計測中に汚れ検出領域Bに到達すると、前記実施形態1と同様の汚れ判定処理を行う。つまり、汚れが付着していると判断された場合は、筐体23に設けられた汚れ付着インジケータ20を点灯させて使用者に清掃を促す。
When the dirt detection area B is reached during measurement by the measurement area A, the dirt determination process similar to that in the first embodiment is performed. That is, when it is determined that dirt is attached, the
さらに、本実施形態では、図11に示すように、LRF21における汚れ判定処理の結果を計測データと一緒にホストPCに送信するようになっている。ホストPCの端末画面では、汚れ検出領域B1〜B7のいずれの領域で汚れが付着していると判定されたかを表示するため、フード22全体の中でどの位置に汚れが付着しているか、大まかな場所を特定することができる。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 11, the result of the dirt determination process in the
使用者は、ホストPCの端末画面に表示された汚れの有無とその場所に関する情報を参考にして清掃を行うようにすればよいため、フード22の汚れを効率的に除去することができる。
Since the user only needs to perform cleaning with reference to information on the presence or absence of dirt displayed on the terminal screen of the host PC and the location thereof, the dirt on the
本実施形態では、前記実施形態1と異なり、多数(3箇所以上)の汚れ検出領域Bを設けることで、汚れの大まかな場所まで特定できるという利点がある。一方で、計測角度範囲の両端以外(正面や真横など)でも汚れ判定処理を行うため、その分計測可能な角度範囲が減少するという欠点がある。この欠点を補うために、例えば正面の計測角度における距離データを、その両隣の計測点の数値から補間して求めるようにすればよい。 In the present embodiment, unlike the first embodiment, by providing a large number (three or more) of dirt detection regions B, there is an advantage that a rough place of dirt can be specified. On the other hand, since the dirt determination process is also performed at positions other than both ends of the measurement angle range (front, sideways, etc.), there is a disadvantage that the measurable angle range is reduced accordingly. In order to compensate for this drawback, for example, distance data at the front measurement angle may be obtained by interpolation from the numerical values of the measurement points on both sides.
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態1,2にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention will be described as follows. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図12の(a)は、LRF31の概略構成斜視図を示し、(b)はLRF31の計測領域と汚れ検出領域とを説明するための図である。
12A shows a schematic perspective view of the configuration of the
本実施形態に係るLRF31は、図12の(a)に示すように、前記実施形態1のLRF1のフード2、筐体3とほぼ同じ機能を有する、フード32及び筐体33を備えているが、図12の(b)に示すように、3次元走査を可能としている。つまり、前記実施形態1,2では、走査はX軸方向及びY軸方向で示される2次元領域であったが、本実施形態では、さらにZ軸方向にも走査を行うようにしている。具体的には、光学部材の一部を動かすモータを2軸アクチュエータに変更しており、水平面周りの回転動作に加えて、上下方向の往復動作を行うことができるようにしている。
The
このように、回転動作と上下方向の往復動作を同時に行いながら計測することで、図12の(b)に示すように円柱状の3次元領域内すべてを計測対象とすることができる。 As described above, by performing measurement while simultaneously performing the rotation operation and the reciprocation operation in the vertical direction, as shown in FIG. 12B, it is possible to measure all of the cylindrical three-dimensional region.
本実施形態では、フードの内側表面の散乱反射率をわずかに高めた汚れ検出領域B1,B2を、図12(a)に示すように、上下2箇所に設ける。 In the present embodiment, the dirt detection regions B1 and B2 in which the scattering reflectance of the inner surface of the hood is slightly increased are provided at two upper and lower positions as shown in FIG.
2軸アクチュエータを動作させて発光光パルスの走査方向を変えながら計測している最中に、走査方向が汚れ検出領域B1またはB2の位置に到達すると、前記実施形態2と同様の手順で汚れ判定を行う。 During measurement while changing the scanning direction of the emitted light pulse by operating the biaxial actuator, if the scanning direction reaches the position of the contamination detection area B1 or B2, the contamination determination is performed in the same procedure as in the second embodiment. I do.
汚れが存在すると判定されれば、LRF31の筐体33に設けられた汚れ付着インジケータ20を点滅させ、必要に応じてホストPC(図示せず)に汚れの有無とその大まかな位置に関する情報を送信する。
If it is determined that there is dirt, the
使用者は、汚れ付着インジケータもしくは端末画面に表示された汚れの有無とその場所に関する情報を参考にして清掃を行い、フードの汚れを除去することができる。 The user can clean the hood by referring to the information on the presence or absence and the location of the dirt displayed on the dirt adhesion indicator or the terminal screen, and remove the dirt on the hood.
このように、前記実施形態1〜3で説明したLRF1、21、31は、フード2、22、32に汚れが付着したことを汚れ付着インジケータ20によって使用者に知らせるまでの装置であり、フードに付着した汚れを除去するのは使用者である。
As described above, the
以下の実施形態4では、フードに汚れが付着したと検出したときに、当該フードに付着した汚れを自動で除去することのできるLRFについて説明する。 In a fourth embodiment below, an LRF that can automatically remove dirt attached to the hood when it is detected that the dirt has adhered to the hood will be described.
〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
Another embodiment of the present invention will be described as follows. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
本実施形態では、比較的粉塵の多い屋外環境で、かつメンテナンスが困難な遠隔地にLRF1を設置した例について説明する。そのため、本実施形態では、LRF1に汚れを自動で除去する機能(汚れ自動除去装置)を設けた例について説明する。なお、図示しないが、LRF1は、ホストPCが接続されており、使用者は当該ホストPCを用いて遠隔操作できるようになっている。
In the present embodiment, an example will be described in which the
本実施形態に係るLRF1のフード2は、防汚コーティングが施されているため、汚れが付着しにくくなっているが、それでも汚れが付着し、計測に影響がでる状態になった場合、ホストPCの端末画面にその旨を表示すると共に、汚れ自動除去装置を作動させる。
The
図13は、前記実施形態1で説明したLRF1に、フード2に付着した汚れを除去するための汚れ自動除去装置を設けた例を示している。
FIG. 13 shows an example in which the
上記汚れ自動除去装置は、図13に示すように、周囲の空気を圧縮するためのエアコンプレッサ41、圧縮空気44を蓄えるためのタンク42、圧縮空気44をフード表面に吹き付けるための複数のノズル43からなる。
As shown in FIG. 13, the automatic dirt removal apparatus includes an
LRF1による汚れ検出動作によりフード2に汚れが付着しことが検出されたとき、上記汚れ自動除去装置による汚れ除去動作が実行される。汚れ除去動作時は、エアコンプレッサ41で空気を圧縮してタンク42に貯蔵し、所定のタイミングでノズル43によってフード2に高圧の圧縮空気44を吹き付ける。
When it is detected that dirt is attached to the
上記汚れ除去動作により、フード2に対して圧縮空気44を数回の吹き付けを行った後、LRF1による再度汚れ検出動作が行われ、フード2に汚れが付着しているか否かを確認する。つまり、汚れが取れたかどうかを確認する。
After the
なお、数回から数十回の圧縮空気44の吹き付けでもフード2に付着した汚れが除去されない場合は、LRF1からの信号を受信するホストPCに対して、LRF1の異常を知らせる情報を送り、使用者にLRF1の異常を知らせるようにしてもよい。
If dirt attached to the
上記構成の汚れ自動除去装置を搭載したLRF1によれば、使用者が手作業で対応しなくても自動で大抵の汚れを除去することができる。そのため、遠隔地の屋外に設置した場合のメンテナンスの手間を省くことができる。
According to the
なお、付着しうる汚れの種類に応じて、圧縮空気の代わりに高圧水/温水/洗浄液などを吹き付ける機能を持たせる構成であってもよい。 In addition, according to the kind of dirt which can adhere, the structure which has a function which sprays high pressure water / warm water / washing liquid etc. instead of compressed air may be given.
〔ソフトウェアによる実現例〕
LRF1、21、31の制御ブロック(特にプロセッサ基板18を構成している制御部18a、TDC演算部18b、汚れ判定部18c、プロセッサ基板18d)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of software implementation]
The control blocks (particularly the
後者の場合、LRF1、21、31は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
In the latter case, the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る距離計測装置は、光出射角度が変化するように回転走査しながら外部に向けて出射パルス光を出射する光出射部(発光素子11)と、上記光出射部(発光素子11)を覆うと共に、上記出射パルスが走査される領域に、上記出射パルス光を透過する透過領域が設けられたカバー部材(フード2、22、32)と、上記出射パルス光が測定対象(計測対象物101)に反射されて生じた反射光を受信パルス光として受信する光受信部(受光素子13)と、上記出射パルス光が出射されてから上記受信パルス光が受信されるまでの時間差に基づいて上記測定対象までの距離を算出する距離算出部(プロセッサ基板18)と、を備えた距離測定装置(LRF1、LRF21、LRF31)であって、上記透過領域は、第1透過領域(計測領域A)と、上記出射パルス光が上記カバー部材(フード2、22、32)を透過する際に、該出射パルス光の一部が反射して生じる光の発生量が該第1透過領域(計測領域A)よりも多い第2透過領域(汚れ検出領域B)からなり、上記第2透過領域(汚れ検出領域B)を透過した受信パルス光から上記カバー部材の透過異常状態を判定する透過異常状態判定部(汚れ判定部18c)をさらに備えている。
[Summary]
The distance measuring device according to
上記の構成によれば、カバー部材に設けられた、出射パルス光を透過する透過領域が、第1透過領域と、上記出射パルス光が上記カバー部材を透過する際に、該出射パルス光の一部が反射して生じる光の発生量が該第1透過領域よりも多い第2透過領域とからなり、この第2透過領域を透過した受信パルス光からカバー部材の透過異常状態を判定している。 According to the above configuration, the transmission region provided on the cover member that transmits the outgoing pulse light is the first transmission region, and when the outgoing pulse light passes through the cover member, A second transmission region that generates more light than the first transmission region, and the abnormal transmission state of the cover member is determined from the received pulse light transmitted through the second transmission region. .
通常、カバー部材に設けられた、出射パルス光を透過する透過領域では、埃などの異物が汚れとして付着した場合、汚れが付着した領域では出射パルス光の一部が反射して生じる光(迷光)の発生量が多くなる。 Usually, in a transmissive region that transmits outgoing pulsed light provided on a cover member, when foreign matter such as dust adheres as dirt, light (stray light) that is generated by reflection of part of the outgoing pulsed light in the dirty region. ) Is increased.
このため、第1透過領域と第2透過領域に汚れが付着した場合、両領域ともに迷光の発生量が多くなるが、第2透過領域は元々第1透過領域に比べて迷光の発生量が多いため、より多くの迷光が発生することになる。 For this reason, when dirt adheres to the first transmissive region and the second transmissive region, the amount of stray light generated in both regions increases, but the second transmissive region originally has a larger amount of stray light than the first transmissive region. Therefore, more stray light is generated.
従って、第2透過領域における迷光の発生量に着目すれば、カバー部材の透過領域に汚れが付着したか否かの検出、つまり受信パルス光から上記カバー部材の透過異常状態の判定を正確に行うことができる。 Therefore, focusing on the amount of stray light generated in the second transmission region, it is possible to accurately detect whether or not dirt has adhered to the transmission region of the cover member, that is, accurately determine the abnormal transmission state of the cover member from the received pulse light. be able to.
このように、カバー部材の透過領域に、距離の計測用の透過領域(第1透過領域)とは別に汚れ検出用の透過領域(第2透過領域)を設けるといった簡単な構成で、光学部材を覆う窓部材としてのカバー部材に付着した汚れを精度よく検出することができるという効果を奏する。 In this way, the optical member can be configured with a simple configuration in which a transmission region for detecting dirt (second transmission region) is provided in the transmission region of the cover member separately from the transmission region for measuring distance (first transmission region). There is an effect that the dirt attached to the cover member as the window member to be covered can be accurately detected.
本発明の態様2に係る距離計測装置は、上記態様1において、上記距離算出部(プロセッサ基板18)は、上記第1透過領域(計測領域A)に対応する光出射角度の範囲において、測定対象(計測対象物101)までの距離を算出し、上記透過異常状態判定部(プロセッサ基板18c)は、上記第2透過領域(汚れ検出領域B)に対応する光出射角度の範囲において、上記カバー部材(フード2)の透過異常状態を判定するようにしてもよい。
In the distance measurement device according to
上記の構成のように、第1透過領域では通常の距離測定を行い、第2透過領域では通常の距離測定を行わずに専ら透過異常状態の判定を行うように、各領域における役割分担を明確にすることが好ましい。 Clearly divide roles in each region so that normal distance measurement is performed in the first transmission region and normal transmission measurement is not performed in the second transmission region without performing normal distance measurement as in the above configuration. It is preferable to make it.
本発明の態様3に係る距離測定装置は、上記態様1または2において、上記第2透過領域(汚れ検出領域B)は、上記第1透過領域(計測領域A)に隣接して設けられていてもよい。
In the distance measuring device according to
上記の構成によれば、汚れを検出するための第2透過領域が、距離を測定するための第1透過領域に隣接して設けられていることで、第1透過領域にできるだけ近い位置で透過異常状態の判断を行うことができる。これにより、第1透過領域で迷光が検出されて測定に誤差が生じるよりも前に、カバー部材の汚れを検知することが可能となる。 According to the above configuration, since the second transmission region for detecting dirt is provided adjacent to the first transmission region for measuring the distance, the transmission is performed at a position as close as possible to the first transmission region. Abnormal conditions can be determined. Accordingly, it is possible to detect the contamination of the cover member before stray light is detected in the first transmission region and an error occurs in measurement.
ここで、カバー部材の光パルスが走査される線状(輪状)の領域の一部に光反射率を高める処理を施すことにより、この処理を施した部分が第2透過領域、それ以外の部分が第1透過領域となる。したがって、このような作り方をすれば必ず第2透過領域は第1透過領域に必ず隣接することになる。 Here, a part of the linear (annular) region where the light pulse of the cover member is scanned is subjected to a process for increasing the light reflectance, so that the part subjected to this process is the second transmission region, and the other part. Becomes the first transmission region. Therefore, if such a method is used, the second transmission region is necessarily adjacent to the first transmission region.
本発明の態様4に係る距離測定装置は、上記態様1〜3の何れか1態様において、上記第2透過領域(汚れ検出領域B)は、上記第1透過領域(計測領域A)に両側から挟み込まれるように設けられていてもよい。
The distance measuring device according to aspect 4 of the present invention is the distance measuring device according to any one of the
上記の構成によれば、第2透過領域は、第1透過領域に両側から挟み込まれているので、第1透過領域で迷光が検出されて測定に誤差が生じるよりも前に、カバー部材の汚れをより適切に検知することが可能となる。 According to the above configuration, since the second transmission region is sandwiched from both sides of the first transmission region, the cover member becomes dirty before stray light is detected in the first transmission region and an error occurs in measurement. Can be detected more appropriately.
本発明の態様5に係る距離測定装置は、上記態様1〜4の何れか1態様において、上記第2透過領域(汚れ検出領域B)は、上記透過領域内に2箇所以上設けられていてもよい。
In the distance measurement device according to aspect 5 of the present invention, in any one of the
通常、カバー部材に汚れが付着する場合、透過領域全面に均一に汚れが付着することは少なく、汚れは透過領域の一部に付着することが多い。 Usually, when dirt adheres to the cover member, the dirt hardly adheres to the entire surface of the transmissive region, and the dirt often adheres to a part of the transmissive region.
従って、上記の構成のように、第2透過領域が透過領域内に2箇所以上設けられることで、透過領域内に付着した汚れの位置を正確に検出することが可能となる。 Therefore, as in the above configuration, two or more second transmission regions are provided in the transmission region, so that the position of dirt attached in the transmission region can be accurately detected.
本発明の態様6に係る距離測定装置は、上記態様1〜5の何れか1態様において、上記第1透過領域(計測領域A)は、上記透過領域内に2箇所以上設けられ、上記第1透過領域(計測領域A)の少なくとも一つは、光出射角度180度以上に対応する長さ以上の領域に連続して設けられていてもよい。
The distance measuring device according to aspect 6 of the present invention is the distance measuring apparatus according to any one of the
上記の構成によれば、連続した第1透過領域を大きくすることができるため、第2透過領域の影響を受けにくくし、距離の計測を適切に行うことができる。 According to said structure, since the continuous 1st transmission area | region can be enlarged, it is hard to receive to the influence of a 2nd transmission area | region, and can measure a distance appropriately.
本発明の態様7に係る距離測定装置は、上記態様1〜6の何れか1態様において、上記第2透過領域(汚れ検出領域B)は、上記カバー部材(フード2、22、32)の表面に、上記カバー部材(フード2、22、32)の材質よりも出射パルス光の反射率が高い光反射性物質が塗布または貼付されてなってもよい。
In the distance measurement device according to aspect 7 of the present invention, in any one of the
上記の構成によれば、透過領域の表面に光反射性物質が塗布または貼付することで第2透過領域を形成している。これにより、簡単な方法で、透過領域に第2透過領域を形成することができる。 According to said structure, the 2nd transmission region is formed by apply | coating or sticking a light reflective substance on the surface of a transmission region. Accordingly, the second transmissive region can be formed in the transmissive region by a simple method.
本発明の態様8に係る距離測定装置は、上記態様1〜6の何れか1態様において、上記第2透過領域(汚れ検出領域B)は、上記カバー部材(フード2、22、32)の表面が粗面化されてなってもよい。
In the distance measurement device according to aspect 8 of the present invention, in any one of the
上記の構成によれば、透過領域の表面を粗面化することで第2透過領域を形成している。これにより、簡単な方法で、透過領域に第2透過領域を形成することができる。 According to said structure, the 2nd transmission region is formed by roughening the surface of a transmission region. Accordingly, the second transmissive region can be formed in the transmissive region by a simple method.
本発明の各態様に係る距離測定装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記距離測定装置が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより上記距離測定装置をコンピュータにて実現させる距離測定装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The distance measuring device according to each aspect of the present invention may be realized by a computer. In this case, the distance measuring device is operated on each computer by operating the computer as each unit (software element) included in the distance measuring device. The distance measuring device control program to be realized and a computer-readable recording medium on which the control program is recorded also fall within the scope of the present invention.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1 LRF(距離計測装置)
2 フード(カバー部材)
3 筐体
11 発光素子(光出射部)
12 光学部材
12a ミラー
12b 反射ミラー
12c 受光レンズ
12d 遮光筒
12e 遮光筒
13 受光素子(光受信部)
14 モータ
15 シャフト
16 発光回路
17 受光回路
18 プロセッサ基板(距離算出部)
18a 制御部
18b TDC演算部
18c 汚れ判定部(透過異常状態判定部)
18d 集計部
20 付着インジケータ
21 LRF(距離計測装置)
22 フード(カバー部材)
23 筐体
31 LRF(距離計測装置)
32 フード(カバー部材)
33 筐体
41 エアコンプレッサ
42 タンク
43 ノズル
101 計測対象物(測定対象物)
A 計測領域
B 汚れ検出領域
1 LRF (distance measuring device)
2 Hood (cover member)
3
12
14
18a Control unit 18b
22 Hood (cover member)
23
32 Hood (cover member)
33
A Measurement area B Dirt detection area
Claims (8)
上記光出射部を覆うと共に、上記出射パルスが走査される領域に、上記出射パルス光を透過する透過領域が設けられたカバー部材と、
上記出射パルス光が測定対象に反射されて生じた反射光を受信パルス光として受信する光受信部と、
上記出射パルス光が出射されてから上記受信パルス光が受信されるまでの時間差に基づいて上記測定対象までの距離を算出する距離算出部と、を備えた距離測定装置であって、
上記透過領域は、第1透過領域と、上記出射パルス光が上記カバー部材を透過する際に、該出射パルス光の一部が反射して生じる光の発生量が該第1透過領域よりも多い第2透過領域からなり、
上記第2透過領域を透過した受信パルス光から上記カバー部材の透過異常状態を判定する透過異常状態判定部をさらに備えていることを特徴とする距離測定装置。 A light emitting unit that emits outgoing pulsed light toward the outside while rotationally scanning so that the light emission angle changes;
A cover member that covers the light emitting part and is provided with a transmission region that transmits the emitted pulsed light in a region where the emitted pulse is scanned;
A light receiving unit that receives the reflected light generated as a result of reflection of the emitted pulsed light by the measurement object, as received pulsed light;
A distance calculating unit that calculates a distance to the measurement object based on a time difference from when the emitted pulsed light is emitted to when the received pulsed light is received,
The transmission region includes a first transmission region, and when the emitted pulsed light is transmitted through the cover member, the amount of light generated by reflecting a part of the emitted pulsed light is larger than that of the first transmission region. Consisting of a second transmissive region,
The distance measuring apparatus further comprising: a transmission abnormality state determination unit that determines a transmission abnormality state of the cover member from the received pulse light transmitted through the second transmission region.
上記透過異常状態判定部は、上記第2透過領域に対応する光出射角度の範囲において、上記カバー部材の透過異常状態を判定することを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。 The distance calculation unit calculates a distance to a measurement target in a range of a light emission angle corresponding to the first transmission region,
The distance measurement device according to claim 1, wherein the abnormal transmission state determination unit determines an abnormal transmission state of the cover member in a range of a light emission angle corresponding to the second transmission region.
上記第1透過領域の少なくとも一つは、光出射角度180度以上に対応する長さ以上の領域に連続して設けられることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の距離測定装置。 The first transmission region is provided in two or more locations within the transmission region,
6. The distance according to claim 1, wherein at least one of the first transmission regions is continuously provided in a region having a length corresponding to a light emission angle of 180 degrees or more. measuring device.
Priority Applications (1)
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