JP2018044899A - レーザ受発光ユニット、情報処理装置、情報処理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光を用いて、安価で、かつ、簡易に２次元の位置測定を行うことができるレーザ受発光ユニット、情報処理装置、移動体、移動体システム、情報処理方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】レーザ受発光ユニット３０は、所定領域又は所定空間を移動する移動体５に設けられ、移動体５の位置を認識するために用いられる。レーザ受発光ユニット３０は、レーザ発光部３２ａと、レーザ受光部３２ｂと、回動可能又は回転可能に設けられた反射体３４と、を含む。レーザ発光部３２ａは、反射体３４に向けてレーザを発光し、レーザ受光部３２ｂは、反射体３４から反射されたレーザを受光する。レーザ光が発されられてから受光するまでの時間に基づき、所定の位置との距離を算出し、反射体３４の角度から二次元的な位置を算出することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動体の位置測定を行うことができるレーザ受発光ユニット、情報処理装置、移動体、移動体システム、情報処理方法およびプログラムに関する。

工場等の天井に設置される天井クレーンの移動体の位置測定をレーザ光に基づき行う技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開平１１−３４４３３５号公報

本発明の目的は、レーザ光を用いて、安価で、かつ、簡易に２次元の位置測定を行うことができるレーザ受発光ユニット、情報処理装置、情報処理方法およびプログラムを提供することにある。

１．レーザ受発光ユニット
（１）第１のレーザ受発光ユニット
本発明のレーザ受発光ユニットは、
所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、
前記移動体の位置を認識するために用いられ、
レーザ発光部と、
レーザ受光部と、
回動可能又は回転可能に設けられた反射体と、を含み、
前記レーザ発光部は、前記反射体に向けてレーザを発光し、
前記レーザ受光部は、前記反射体から反射されたレーザを受光する。

本発明において、前記反射体は、４５度以上回転又は回動することができる。

本発明において、
所定位置に固定された固定反射部を含み、
前記固定反射部は、入射した光の光路と反射した光の光路とが実質的に同じとなるように反射し、
前記レーザ発光部により発せられたレーザ光は、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されることができる。

本発明において、
前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間に基づいて、前記移動体と前記固定反射部との間の距離を算出する距離算出部を有することができる。

本発明において、
前記所定領域又は所定空間の境界部に枠体が設けられ、
前記固定反射部は、前記枠体に設けられていることができる。

本発明において、
前記所定領域又は所定空間の境界部に枠体又は壁が設けられ、
前記レーザ発光部により発せられたレーザ光は、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されることができる。

本発明において、
前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間に基づいて、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出する距離算出部を有することができる。

（２）第２のレーザ受発光ユニット
本発明のレーザ受発光ユニットは、
レーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部と、
前記レーザ受発光部が回動又は回転する機構を有し、
前記レーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の固定反射部に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出する距離算出部と、
前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む。

（３）第３のレーザ受発光ユニット
本発明のレーザ受発光ユニットは、
所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられたレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部と、
前記レーザ受発光部が回動又は回転する機構を有し、
前記レーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、枠体又は壁に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出する距離算出部と、
前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む。

２．情報処理装置
（１）第１の情報処理装置
本発明の情報処理装置は、
所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の固定反射部に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出する距離算出部と、
前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む。

（２）第２の情報処理装置
本発明の情報処理装置は、
所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の枠体又は壁に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出する距離算出部と、
前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む。

（３）第３の情報処理装置
本発明の情報処理装置は、
本発明のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第１の時間を入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記第１の時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出する距離算出部と、
前記第１の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む。

（４）第４の情報処理装置
本発明の情報処理装置は、
本発明のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第２の時間を入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記第２の時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出する距離算出部と、
前記第２の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む。

３．情報処理方法
（１）第１の情報処理方法
本発明の情報処理方法は、
所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられたレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の固定反射部に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力するステップと、
距離算出部が、前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出するステップと、
位置算出部が、前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを含む。

（２）第２の情報処理方法
本発明の情報処理装置は、
所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の枠体又は壁に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力するステップと、
距離算出部が、前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出するステップと、
位置算出部が、前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを含む。

（３）第３の情報処理方法
本発明の情報処理方法は、
本発明のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第１の時間を入力するステップと、
距離算出部が、前記入力部により入力された前記第１の時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出するステップと、
位置算出部が、前記第１の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを含む。

（４）第４の情報処理方法
本発明の情報処理方法は、
本発明のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第２の時間を入力するステップと、
距離算出部が、前記入力部により入力された前記第２の時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出するステップと、
位置算出部が、前記第２の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを含む。

４．プログラム
（１）第１のプログラム
本発明のプログラムは、
コンピュータに、
所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられたレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の固定反射部に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力するステップと、
距離算出部が、前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出するステップと、
位置算出部が、前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを含む実行させるためのものである。

（２）第２のプログラム
本発明のプログラムは、
コンピュータに、
所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の枠体又は壁に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力するステップと、
距離算出部が、前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出するステップと、
位置算出部が、前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを実行させるためのものである。

（３）第３のプログラム
本発明のプログラムは、
コンピュータに、
本発明のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第１の時間を入力するステップと、
距離算出部が、前記入力部により入力された前記第１の時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出するステップと、
位置算出部が、前記第１の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを実行させるためのものである。

（４）第４のプログラム
本発明のプログラムは、
コンピュータに、
本発明に記載のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第２の時間を入力するステップと、
距離算出部が、前記入力部により入力された前記第２の時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出するステップと、
位置算出部が、前記第２の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを実行させるためのものである。

本発明によれば、レーザ光を用いて、安価かつ簡易に移動体の二次元上の位置を測定することができる。

実施の形態に係る移動体システムを模式的に示す図である。 実施の形態に係るレーザ受発光ユニットの原理を模式的に示す図である。 実施の形態に係るレーザ受発光ユニットの構成を模式的に示す図である。 実施の形態に係る情報処理装置を模式的に示す図である。 実施の形態に係る第１の情報処理フローを示す図である。 実施の形態に係る第２の情報処理フローを示す図である。 実施の形態に係る枠体又は壁の計測の説明図である。 天井クレーンの全体構成を示す斜視図である。 天井クレーンの昇降機としての巻上機の構造を示す図である。 天井クレーンにおける制御機構を示すブロック図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。

１．移動体システム
移動体システム１００は、図１に示すように、移動体（たとえばホイストなどの昇降機、物品）５を含む。と、移動体の移動方向を操作指示するための指示手段を含む操作リモコン（操作手段）とを含む。移動体５には、１つ又は複数のカメラ３０が装着されている。

ここで、「リモコン」とは、遠隔操作、遠隔制御等を行うための装置の意味を有するリモートコントローラの略称又は遠隔操作、遠隔制御等の意味を有するリモートコントロールの略称である。なお、無線、有線といった信号伝送方式の違いは、別段の説明を行う場合を除き、「リモコン」の定義又は解釈を左右しない。

２．レーザ受発光ユニット
レーザ受発光ユニット３０は、所定領域又は所定空間を移動する移動体５に設けられて、移動体５の位置を認識するために用いられる。移動体５として好ましく適用される例は、物が係留され、物（吊り荷など）を二次元又は三次元で移動させる搬送システム（たとえばクレーンシステム）用の移動体５を挙げることができる。

レーザ受発光ユニット３０は、レーザ受発光部３２と、反射体３４と、を含む。レーザ受発光部３２は、レーザ発光部３２ａとレーザ受光部３２ｂとを含む。レーザ発光部３２ａは、反射体３４に向けてレーザを発光するものであり、公知のものを適用することができる。レーザ受光部３２ｂは、反射体３４から反射されたレーザを受光するものであり、公知のものを適用することができる。

反射体３４は、回動可能又は回転可能に設けられている。反射体３４の回動又は回転する角度は、枠体又は周囲の壁の状況によって変わるが、枠体又は周囲の壁が上からみた形状が正方形又は長方形の場合には、４５度以上、回動又は回転させるとよい。たとえば、ステッピングモータにより所定角度ずつ回動又は回転させることができる。反射体３４は、レーザ光を反射するものであれば特に限定されず、たとえば、ミラーから構成することができる。

固定反射部５０は、所定位置に設けられることができる。レーザ受発光ユニット３０と実質的に同じ高さで、固定反射部５０を枠体や壁に設けることができ、特に、枠体の角や周囲の壁の角に設けることができる。枠体又は壁５２は、所定領域又は所定空間の境界部に設けられていることができる。固定反射部５０は、入射した光の光路と反射した光の光路とが実質的に同じとなるように反射させるものである。固定反射部５０は、たとえば、半円（半月）の柱状の形状とすることができる。固定反射部５０は、たとえば、カプセルプリズム型高輝度反射シート（３Ｍ社製、PX8400シリーズ）を適用することができる。

レーザ発光部３２ａにより発せられたレーザ光は、反射体３４、固定反射部５０、反射体３４に順次反射され、レーザ受光部３２ｂに受光されることができる。

レーザ受発光ユニット３０は、反射体３４を所定角度（たとえば１度）ずつ回転又は回動させて、レーザ光が発せられてから戻ってくるまでの時間を計測することができる。

３．情報処理装置
情報処理装置４０は、所定領域又は所定空間を移動する移動体５の位置を算出するためのものである。移動体５として好ましく適用される例は、物が係留され、物（吊り荷など）を二次元又は三次元で移動させる搬送システム（たとえばクレーンシステム）用の移動体５を挙げることができる。

情報処理装置４０は、図に示すように、入力部４２と、処理部４４と、出力部４６と、記憶部４８とを含む。

入力部４２は、レーザ受発光ユニット３０から得られた情報を入力する入力部４２である。入力部４２は、時間入力部４２ａと角度入力部４２ｂとを含む。時間入力部４２は、レーザ光が発せられてから戻ってくるまでの時間が入力され、たとえば、次の時間情報のうち、少なくとも一方の時間情報を入力するものである。
（１）第１の時間情報は、レーザ発光部３２ａからレーザ光が発せられてから、反射体３４、固定反射部５０、反射体３４に順次反射され、レーザ受光部３２ｂに受光されるまでの時間である。
（２）第２の時間情報は、レーザ発光部３２ａからレーザ光が発せられてから、反射体３４、枠体又は壁５２、反射体３４に順次反射され、レーザ受光部３２ｂに受光されるまでの時間である。

角度入力部４２ｂは、第１の時間情報を得たときの反射体３４の角度を入力する入力部４２である。

処理部４４は、距離算出部４４ａと、位置算出部４４ｂと、角度算出部４４ｃとを含む。距離算出部４４ａは、レーザ受発光ユニット３０より得られた時間情報に基づき、距離を算出するものである。位置算出部４４ｂは、距離算出部４４ａに基づき得られた距離情報に基づき位置を算出するものである。位置算出部４４ｂは、距離情報と、反射体３４の角度とに基づき、数学における三角法により演算し、位置を算出する機能を含むことができる。また、位置算出部４４ｂは、反射体３４の所定角度ごとの壁又は枠体の距離情報から、壁又は枠体との位置関係を算出することができる。角度算出部４４ｃは、たとえば、移動体５と所定の位置とを結ぶ線と、Ｘ軸またはＹ軸とのなす角を、反射体３４の回転角度に基づいて算出する機能部である。

処理部４４は形状算出部４４ｄを含んでもよい。形状算出部４４ｄは、枠体又は壁５２の外形から角部５２ｃを算出し、移動体５と角部５２ｃとの結ぶ線と、Ｘ軸またはＹ軸とのなす角を算出するためのものである。

出力部４６は、情報を送信するための送信部４６ａや情報を表示させるための表示部４６ｂを含むことができる。

記憶部４８は、レーザ光が発せられてから戻ってくるまでの時間情報と距離情報との関係データや、距離情報と位置情報との関係データのデータベース４８ａを含むことができる。記憶部４８は、位置情報を記憶させておく位置情報記憶部４８ｂを設けてもよい。その位置情報は、時刻又は時間との関係をもたせて記憶させることができる。

情報処理装置４０は移動体５に設けられたレーザ受発光ユニット３０に設けてもよいし、又は、無線通信若しくは有線通信によりレーザ受発光ユニット３０と通信可能に設けられていてもよい。

情報処理装置４０に対して情報処理を実行させるプログラムは、情報処理装置４０に含まれる記憶装置（たとえば、ＲＯＭ、ハードディスク）などに格納することができる。種々の情報処理は、ＣＰＵなどの演算装置により実行することができる。データベース４８ａは、ハードディスクなどの記憶装置に格納することができる。

情報処理装置４０は、通信可能なコンピュータなどの自動計算機や携帯電話などの携帯端末を適用することができる。情報処理装置４０は、コンピュータなどの公知の電子計算機により実現することができる。情報処理装置４０は、レーザ受発光ユニット３０に設けられていてもよいし、移動体５に設けられていてもよい。情報処理装置４０は、レーザ受発光ユニット３０に送信手段を設け、有線または無線で通信可能に接続されていてもよい。情報処理装置４０は、その機能をレーザ受発光ユニット３０の制御部に実現させてもよい。

４．情報処理方法
（１）第１の情報処理方法
第１の情報処理方法の基本フローを図３に示す。第１の情報処理方法としては、レーザ受発光ユニット３０の反射体３４をたとえばＸ軸と平行に設定し、レーザ光が発せられてから戻ってくるまでの時間を計測する。次に、反射体３４を所定角度（たとば１度）だけ回転させ、レーザ光が発せられてから戻ってくるまでの時間を計測する。具体的には、レーザ発光部３２ａからレーザ光が発せられてから、反射体３４、固定反射部５０、反射体３４に順次反射され、レーザ受光部３２ｂに受光されるまでの時間が時間入力部４２ａにより入力され、その角度が角度入力部４２ｂにより入力される。枠体又は壁５２がＸ軸とＹ軸に伸びる方向に伸びるように設けられている場合には、反射体３４が４５度回転すれば、レーザ光は９０度スキャンしたことになる。レーザ光をスキャンすることで、固定反射部５０に反射して戻ってくる角度を求めると共に、移動体５と固定反射部５０との距離を計測し、移動体５のＸ軸およびＹ軸上の位置を位置算出部４４ｂにより算出することができる。つまり、この固定反射部５０に反射して戻ってくる角度を算出し、この角度と、移動体５と固定反射部５０との距離に基づき、三角法により移動体５の位置を算出することができる。

なお、反射体３４の角度に基づき、移動体５と固定反射部５０とを結ぶ線と、Ｘ軸またはＹ軸とのなす角を算出することができる。

（２）第２の情報処理方法
第２の情報処理方法の基本フローを図４に示す。第２の情報処理方法としては、レーザ受発光ユニット３０の反射体３４をたとえばＸ軸と平行に設定し、レーザ光が発せられてから戻ってくるまでの時間を計測する。次に、反射体３４を所定角度（たとば１度）だけ回転させ、レーザ光が発せられてから戻ってくるまでの時間を計測し、その時間情報が時間入力部４２ａにより入力される。この計測を反射体３４が４５度以上回転するまで計測する。たとえば、反射体３４で反射したレーザ光がＸ軸またはＹ軸に平行になるような角度でまずは設定し、順次、反射体３４を回転させ、反射体３４で反射したレーザ光がＹ軸またはＸ軸に平行になるまでレーザ光をスキャンすることができる。これにより、得られた時間情報に基づき、スキャンした角度分だけ、移動体５から枠体又は壁５２までの距離を算出することができ、図に示すように、枠体又は壁５２の平面形状を把握することができる。この距離情報に基づき、枠体又は壁５２の位置を推定することができ、少なくとも、移動体５の二次元的位置を算出することができる。より具体的には、形状算出部４４ｄにより、把握した枠体又は壁５２の平面形状における角部５２ｃを算出し、その角部５２ｃと移動体５とを結ぶ線と、Ｘ軸またはＹ軸とのなす角度を算出する。その角度と、その角部５２ｃと移動体５との距離に基づき、位置算出部４４ｂが三角法により移動体５の位置を算出することができる。

なお、反射体３４の角度に基づき、移動体５と角部５２ｃとを結ぶ線と、Ｘ軸またはＹ軸とのなす角を算出することができる。

上記の情報処理装置および情報処理方法は、レーザ受発光ユニット３０において、反射体３４が設けられておらず、レーザ受発光部３２を回動又は回転させるような態様のものにも適用することができる。レーザ受発光部３２を回動又は回転させる機構は公知のものを適用することができる。なお、反射体３４を回動又は回転させることによりレーザ光をスキャンすることで、レーザ受発光部３２よりも反射体３４の方が軽いため、素早くレーザ光をスキャンすることができるという利点がある。

５．作用効果
本実施の形態によれば、レーザ光を利用した位置計測は一般的には複雑な構成が必要であるが、簡易な構成によりレーザ光を利用した２次元での位置計測を実現することができる。また、取り付けも容易である。また、３次元の位置測定に当たっても本実施の形態を利用することができる。
カメラ３０に基づいた位置計測であるため、安価かつ容易に実現することができ、レーザに比べて設置時の作業も容易となる。つまり、安価なカメラ３０を使用し映像から位置を算出するため、移動体５の１箇所にカメラ３０を取り付けるだけで済み、レーザー測定器のような複数箇所に機器を設置する必要が無い。具体的には、レーザー測定器をＸ軸とＹ軸それぞれ別の場所に設置して、壁との距離を測定する場合には、Ｘ軸とＹ軸にそれぞれレーザ測定器の取付けが必要であり取付け工事に時間と費用がかかるが、本実施の形態によれば、そのような時間や費用がかからない。

６．移動体システムの具体例
本実施の形態に係るカメラ３０を含む移動体システム１００は、天井クレーンに適用されるのが好適である。天井クレーンの構成について説明する。なお、カメラ３０は図示せず、カメラ３０が適用される天井クレーンの構成について説明する。

図８は天井クレーンの全体構成を示す斜視図である。図９は本発明の実施の形態にかかる三次元移動装置としての天井クレーンの昇降機としての巻上機の構造を示す図である。図１０は天井クレーンにおける制御機構を示すブロック図である。
図８に示されるように、三次元移動装置としての天井クレーン１は、建物の天井近傍に平行に敷設された走行レール２Ａ，２Ｂを車輪を介して走行する１対のサドル３Ａ，３Ｂ間に、昇降機としての巻上機５を横行可能に備えたクレーンガーダ４を横架して、昇降機としての巻上機５により巻き上げられる支持ワイヤロープ６の先端に移動体としてのフック７を固定して構成されている。
このように、天井クレーン１は、走行レール２Ａ，２Ｂに対してほぼ垂直にクレーンガーダ４を横架して、このクレーンガーダ４上を先端にフック７を有する巻上機５が移動するように構成されているので、移動体としてのフック７を上下方向に移動させるＺ軸モータ、及び水平面内で移動させるＸ軸モータ及びＹ軸モータとを具備する移動機構を中心とした三次元移動装置として適している。

巻上機５からは、通信ケーブル８が床面近傍まで垂下しており、リモコン筐体１０に接続されている。

さらに、図８に示されるように、巻上機５はクレーンガーダ４を挟んで設けられた１対の車輪１４を有しており、これらの車輪１４が横行用モータ(Y軸モータ)１３で駆動されて回転することによって、巻上機５がクレーンガーダ４に沿って横行する。これらの横行ユニットには支持部材１５によって巻上機本体１７が吊り下げ支持されており、巻上機本体１７には支持ワイヤロープ６を巻き上げ、又は伸ばすための巻上用モータ(Ｚ軸モータ)１６が取付けられている。

そして、図８に示されるクレーンガーダ４を両端で支持して走行レール２Ａ，２Ｂの上を走行するサドル３Ａ，３Ｂには、それぞれ図示しない走行用車輪と走行用モータ(Ｘ軸モータ)が設けられている。また、図９に示される巻上機本体１７には、これらのＸ軸モータ、Ｙ軸モータ１３、Ｚ軸モータ１６を、操作用リモコン9の操作に応じて駆動させるためのモータ駆動制御回路が内蔵されている。
巻上機本体１７に内蔵されているモータ駆動制御回路18は、マイクロコンピュータ(以下、「マイコン」ともいう。)２０、インバータ(又はコンタクタ)２１によって構成されている。

ここで、マイコン２０は、ＣＰＵ(中央処理装置)、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ装置、入出力（Ｉ／Ｏ）装置を具備しており、リモコン筐体１０から通信ケーブル８内の通信線を通じて送信される電気信号を受信して必要な演算処理を行い、その処理結果を電気信号としてインバータ(又はコンタクタ)２１に出力する。マイコン２０は、所謂ワンチップマイコンでも良いし、複数のチップ又は素子・部品から構成されるものでも良い。
操作リモコン９の操作スイッチ１１が押された場合には、所定の電気信号が通信ケーブル８内の通信線を通じてマイコン２０に送信され、マイコン２０はインバータ(又はコンタクタ)２１に制御信号を送信して、インバータ(又はコンタクタ)２１は制御信号にしたがってＸ軸モータ２３及び／又はＹ軸モータ１３に駆動電流を供給し、Ｘ軸モータ２３及び／又はＹ軸モータ１３を駆動させて、移動体としてのフック７をリモコン筐体１０が向いている方向に移動させる。

インバータ２１およびマイコン２０を含むモータ駆動制御回路１８は、Ｘ軸モータ２３及び／又はＹ軸モータ１３の駆動制御を行い、コンタクタ２２が、Ｚ軸モータ１６の駆動を制御する。したがって、モータ駆動制御回路１８とコンタクタ２２とを含んで駆動制御装置６１が構成されており、この駆動制御装置６１と操作用リモコン９とは、図１の通信ケーブル８を含んで移動操作システムを構成している。また、Ｘ軸モータ２３とＹ軸モータ１８とＺ軸モータ１６とは移動機構６２に相当する。
なお、操作用リモコン９に設けられている上下スイッチとしての上昇スイッチ１１Ａ及び下降スイッチ１１Ｂが押された場合には、所定の電気信号が通信ケーブル８内の通信線を通じて、モータ駆動制御回路１８と同じく巻上機本体１７に内蔵されているコンタクタ２２に伝達され、コンタクタ２２からＺ軸モータ１６に駆動電流が供給されて、上昇スイッチ１１Ａが押された場合にはＺ軸モータ１６が支持ケーブル６を巻き上げてフック７を上昇させるように作動し、下降スイッチ１１Ｂが押された場合にはＺ軸モータ１６が支持ケーブル６を伸ばしてフック７を下降させるように作動する。
したがって、天井クレーン１を操作する操作者は、まず操作用リモコン９の下降スイッチ１１Ｂを押してＺ軸モータ１６を作動させてフック７を下降させ、床面に置かれている搬送物にフック７を掛け、上昇スイッチ１１Ａを押してＺ軸モータ１６を作動させ、支持ワイヤロープ６を巻き上げて搬送物を水平方向の移動に支障のない高さまで吊り上げる。続いて、操作リモコン９の操作スイッチ１１により、所望の方向へ搬送物を平行移動させることができる。

上記の実施の形態は、本発明の範囲内において、種々の変更が可能である。

本発明は、移動体に荷物を吊り下げて搬送する搬送システムなどに好ましく適用することができる。

５ 移動体
３０ レーザ受発光ユニット
３２ レーザ受発光部
３２ａ レーザ発光部
３２ｂ レーザ受光部
３４ 反射体
４０ 情報処理装置
４２ 入力部
４２ａ 時間入力部
４２ｂ 角度入力部
４４ 処理部
４４ａ 距離算出部
４４ｂ 位置算出部
４４ｃ 角度算出部
４４ｄ 形状算出部
４６ 出力部
４６ａ 送信部
４６ｂ 表示部
４８ 記憶部
４８ａ データベース
４８ｂ 位置情報記憶部
５０ 固定反射部
５２ 枠体又は壁
１００ 移動体システム

Claims (21)

1. 所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、
   前記移動体の位置を認識するために用いられ、
   レーザ発光部と、
   レーザ受光部と、
   回動可能又は回転可能に設けられた反射体と、を含み、
   前記レーザ発光部は、前記反射体に向けてレーザを発光し、
   前記レーザ受光部は、前記反射体から反射されたレーザを受光するレーザ受発光ユニット。
2. 請求項１において、
   前記反射体は、４５度以上回転又は回動するレーザ受発光ユニット。
3. 請求項１または２において、
   所定位置に固定された固定反射部を含み、
   前記固定反射部は、入射した光の光路と反射した光の光路とが実質的に同じとなるように反射し、
   前記レーザ発光部により発せられたレーザ光は、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるレーザ受発光ユニット。
4. 請求項３において、
   前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間に基づいて、前記移動体と前記固定反射部との間の距離を算出する距離算出部を有するレーザ受発光ユニット。
5. 請求項４において、
   前記所定領域又は所定空間の境界部に枠体が設けられ、
   前記固定反射部は、前記枠体に設けられているレーザ受発光ユニット。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記所定領域又は所定空間の境界部に枠体又は壁が設けられ、
   前記レーザ発光部により発せられたレーザ光は、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるレーザ受発光ユニット。
7. 請求項６において、
   前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間に基づいて、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出する距離算出部を有するレーザ受発光ユニット。
8. 所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられたレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部と、
   前記レーザ受発光部が回動又は回転する機構を有し、
   前記レーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の固定反射部に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力する入力部と、
   前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出する距離算出部と、
   前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含むレーザ受発光ユニット。
9. 所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられたレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部と、
   前記レーザ受発光部が回動又は回転する機構を有し、
   前記レーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の枠体又は壁に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力する入力部と、
   前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出する距離算出部と、
   前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含むレーザ受発光ユニット。
10. 所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の固定反射部に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力する入力部と、
    前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出する距離算出部と、
    前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む情報処理装置。
11. 所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の枠体又は壁に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力する入力部と、
    前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出する距離算出部と、
    前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む情報処理装置。
12. 請求項３に記載のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第１の時間を入力する入力部と、
    前記入力部により入力された前記第１の時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出する距離算出部と、
    前記第１の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む情報処理装置。
13. 請求項６に記載のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部であって、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第２の時間を入力する入力部と、
    前記入力部により入力された前記第２の時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出する距離算出部と、
    前記第２の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出する位置算出部とを含む情報処理装置。
14. 所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の固定反射部に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力するステップと、
    距離算出部が、前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出するステップと、
    位置算出部が、前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを含む情報処理方法。
15. 所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の枠体又は壁に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力するステップと、
    距離算出部が、前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出するステップと、
    位置算出部が、前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを含む情報処理方法。
16. 請求項３に記載のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第１の時間を入力するステップと、
    距離算出部が、前記入力部により入力された前記第１の時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出するステップと、
    位置算出部が、前記第１の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを含む情報処理方法。
17. 請求項６に記載のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第２の時間を入力するステップと、
    距離算出部が、前記入力部により入力された前記第２の時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出するステップと、
    位置算出部が、前記第２の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを含む情報処理方法。
18. コンピュータに、
    所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の固定反射部に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力するステップと、
    距離算出部が、前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出するステップと、
    位置算出部が、前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを実行させるためのプログラム。
19. コンピュータに、
    所定領域又は所定空間を移動する移動体に設けられ、かつ、回動又は回転する機構を有するレーザ発光部とレーザ受光部とを含むレーザ受発光部からの情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、所定の枠体又は壁に反射され、レーザ受光部に受光されるまでの時間を入力するステップと、
    距離算出部が、前記入力部により入力された前記時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出するステップと、
    位置算出部が、前記時間を得たときの前記レーザ受発光部の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを実行させるためのプログラム。
20. コンピュータに、
    請求項３に記載のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記固定反射部、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第１の時間を入力するステップと、
    距離算出部が、前記入力部により入力された前記第１の時間に基づき、前記移動体と前記固定反射部との距離を算出するステップと、
    位置算出部が、前記第１の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記固定反射部との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを実行させるためのプログラム。
21. コンピュータに、
    請求項６に記載のレーザ受発光ユニットで得た情報を入力する入力部が、前記レーザ発光部からレーザ光が発せられてから、前記反射体、前記枠体又は壁、前記反射体に順次反射され、レーザ受光部に受光されるまでの第２の時間を入力するステップと、
    距離算出部が、前記入力部により入力された前記第２の時間に基づき、前記移動体と前記枠体又は壁との距離を算出するステップと、
    位置算出部が、前記第２の時間を得たときの前記反射体の角度と、前記移動体と前記枠体又は壁との距離とに基づき前記移動体の位置を算出するステップとを実行させるためのプログラム。
    
    

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