JP2019152493A - 判定装置および判定装置の制御方法 - Google Patents

判定装置および判定装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】対象物との距離を判定する判定装置について、汎用の光測距モジュール等を用いる場合であっても、高い信頼性を実現する。【解決手段】判定装置（２）は、複数の光測距モジュール（２１ａ、２１ｂ）の各々が出力した信号の少なくとも１つが、対象物までの距離が所定範囲内にあることを示しているかを判定し、或る光測距モジュール（２１ａ）の観測エリアは別の光測距モジュール（２１ｂ）の観測エリア内にある。【選択図】図１

Description

本発明は対象物との距離が所定範囲内になると侵入検知を示す信号を出力する判定装置に関する。
ＴｏＦ（Time of Flight）原理に基づいて検出対象物までの距離を計測するための装置として、例えば、特許文献１には、発光素子より検出対象物に光を照射し、その反射光を受光素子が読み取り、距離演算を行う光測距モジュールが開示されている。
米国特許出願公開第２０１６／０３２７６４９号明細書（２０１６年１１月１０日）
光測距モジュールを、対象物との距離が所定範囲内になると侵入検知を示す信号を出力する安全制御に関わる装置に適用する場合、安全制御に関わる装置には、高度の信頼性が求められる。そのため、上述のような従来技術は、汎用の光測距モジュール等を用いて実現することが困難であり、例えば、専用の光測距用のＩＣの開発等が必要となり、商品コスト、開発費用が高くなり、構成自体も複雑化するという課題がある。
本発明の一態様は、対象物との距離が所定範囲内になると侵入検知を示す信号を出力する判定装置について、汎用の光測距モジュール等を用いる場合であっても、高い信頼性を実現することを目的とする。
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る判定装置は、対象物との距離が所定範囲内になると侵入検知を示す信号を出力する判定装置であって、複数の光測距センサを含むセンサセットにおける、前記複数の光測距センサの各々が出力する信号を、各々が取得する複数の取得部と、前記複数の取得部の各々が受け付けた信号の少なくとも１つが、前記対象物までの距離が前記所定範囲内にあることを示しているかを、各々が判定する複数の侵入判定部と、を備え、前記センサセットにおける或る光測距センサである第１光測距センサの観測エリアは、前記センサセットにおける前記第１光測距センサとは異なる光測距センサである第２光測距センサの観測エリア内にある。
また、本発明の一態様に係る判定装置の制御方法は、対象物との距離が所定範囲内になると侵入検知を示す信号を出力する判定装置の制御方法であって、複数の光測距センサを含むセンサセットにおける、前記複数の光測距センサの各々が出力する信号を、各々が取得する複数の取得ステップと、前記複数の取得ステップの各々が受け付けた信号の少なくとも１つが、前記対象物までの距離が前記所定範囲内にあることを示しているかを、各々が判定する複数の侵入判定ステップと、を含み、前記センサセットにおける或る光測距センサである第１光測距センサの観測エリアは、前記センサセットにおける前記第１光測距センサとは異なる光測距センサである第２光測距センサの観測エリア内にある。
前記の構成によれば、前記判定装置は、センサセットに含まれる光測距センサの各々が出力する信号の少なくとも１つが示す距離が所定範囲内であると判定すると、侵入検知を示す信号を出力する。
そのため、センサセットに含まれる光測距センサの少なくとも１つが正常に機能していれば、他の光測距センサが故障していても、前記対象物との距離が所定範囲内にあるかを判定し、つまり、侵入の有無を判定し、判定結果を出力することができる。
また、前記の構成によれば、複数の侵入判定部が光測距センサの各々が出力する信号に基づき判定を行う。そのため、少なくとも１つの侵入判定部が正常に機能していれば、他の侵入判定部が故障していても、侵入の有無を判定し、判定結果を出力することができる。
すなわち、前記の構成によれば、判定装置が含む一部の構成が故障していても、侵入の有無を判定し、侵入があると判定すると、侵入検知を示す信号を出力することができる。そのため、前記判定装置は、高い信頼性をもって、侵入の有無を判定し、侵入があると判定すると、侵入検知を示す信号を出力することができる。
また、上記判定装置は外部機器の安全制御に利用されてもよい。また、前記センサセットに含まれる光測距センサに光測距モジュールを適用してもよい。この場合、汎用の光測距モジュールを安全制御に関わる判定装置に利用することができるとの効果を奏する。上記判定装置は、例えば、汎用の光測距モジュール等の、必ずしも安全制御のための専用品ではない光測距モジュールを用いる場合であっても、それらの光測距センサの各々が出力する信号を用いて、侵入の有無を判定することができる。そして、上記判定装置は、それらの光測距センサの各々が出力する信号の少なくとも１つが示す距離が所定範囲内であると判定すると、侵入検知を示す信号を出力する。したがって、上記判定装置は、例えば汎用の光測距モジュール等を用いる場合であっても、高い信頼性を実現することができるとの効果を奏する。
また、第１光測距センサの観測エリアは、第２光測距センサの観測エリア内にある。したがって、前記対象物が第１光測距センサの観測エリア内に存在する場合、前記対象物は必ず、第２光測距センサの観測エリア内にも存在することになる。そのため、第１光測距センサの観測結果を、第２光測距センサの観測結果により検証することができるとの効果を奏する。
さらに、第１光測距センサが観測可能なエリアのうち、第２光測距センサが観測可能なエリアと重複するエリアを確保し、重複しないエリアが発生するのを抑制することができるとの効果を奏する。
本発明の一態様に係る判定装置は、前記第２光測距センサによって出力された信号が示す距離によって、前記第１光測距センサによって出力された信号が示す距離を各々が検証する複数の検証部を備えており、前記検証部により、前記第１光測距センサによって出力された信号が示す距離と、前記第２光測距センサによって出力された信号が示す距離とが略等しいことが検証されると、前記複数の侵入判定部の各々は、前記第１光測距センサによって出力された信号が示す距離が前記所定範囲内にあることを示しているかを判定してもよい。
前記の構成によれば、検証部は第１光測距センサによって出力された信号が示す距離を、第１光測距センサの観測エリアを観測エリアに含む第２光測距センサによって出力された信号が示す距離によって検証する。
そして、侵入判定部は前記件検証結果に応じて、前記判定を行う。例えば、第１光測距センサによって出力された信号が示す距離と、第２光測距センサによって出力された信号が示す距離とが略等しいと、侵入判定部は、第１光測距センサによって出力された信号が示す距離が前記所定範囲内にあるかを判定する。また、例えば、第１光測距センサによって出力された信号が示す距離と、第２光測距センサによって出力された信号が示す距離とが略等しくないと、侵入判定部は、第１光測距センサによって出力された信号が示す距離、および、第２光測距センサによって出力された信号が示す距離の少なくとも一方が前記所定範囲内にあるかを判定する。そのため、判定装置は、前記対象物との距離が前記所定範囲内にあるかを確実に判定することができるという効果を奏する。
本発明の一態様に係る判定装置は、前記対象物は、前記第１光測距センサおよび前記第２光測距センサの観測エリアへと所定方向から侵入し、前記第２光測距センサの観測エリアは、前記第１光測距センサの観測エリアよりも前記対象物が侵入してくる側にある領域を含んでもよい。
前記の構成によれば、測定対象物が第１光測距センサの観測エリアに侵入する場合、測定対象物は第２光測距センサの観測エリア内に必ず侵入することになる。
したがって第２光測距センサが出力する信号が示す距離が前記所定範囲内にある場合、第１光測距センサが出力する信号が示す距離が前記所定範囲内となる可能性が高い。
すなわち、前記の構成によれば、第１光測距センサが故障していても、前記判定装置は、侵入があるかを判定し、侵入があると判定すると、侵入検知を示す信号を出力する。そのため、前記判定装置は、第１光測距センサが故障した場合であっても、侵入があるかを判定し、侵入があると判定すると、侵入検知を示す信号を出力するので、侵入判定の信頼性が高い。
また、前記の構成によれば、測定対象物が第１光測距センサの観測エリアに侵入する場合、測定対象物は先ず第２光測距センサの観測エリア内に侵入することになる。
ここで、前記複数の侵入判定部は、少なくとも一方が所定範囲内にある場合に侵入があると判定する。そのため、対象物が先ず第２光測距センサの観測エリアに侵入すると、判定装置は、いち早く対象物の侵入を検知することができるという効果を奏する。
本発明の一態様に係る判定装置は、前記センサセットは複数であり、複数の前記センサセットの各々の前記光測距センサが出力する信号は、シリアル伝送によって、前記複数の取得部の各々へと伝送されてもよい。
前記の構成によれば、シリアル伝送によって出力する信号を取得する。そのため、判定装置が備える回線を少なくすることができる。よって、製造コストを軽減することができるとの効果を奏する。
本発明の一態様によれば、対象物との距離が所定範囲内になると侵入検知を示す信号を出力する判定装置について、汎用の光測距モジュール等を用いる場合であっても、高い信頼性を実現することができる。
本発明の実施形態に係る判定装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る判定装置の適用例の一例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る光測距モジュールの観測可能エリアを示す図である。 本発明の実施形態に係る判定装置の侵入判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係る判定装置の適用例の一例を示す図である。 本発明の変形例に係る判定装置を備えているロボットのエンドエフェクタの一例を示す図である。
〔実施形態〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。
§１ 適用例
図２は、安全制御システム１における本実施形態に係る判定装置２の適用例の一例を示す図である。はじめに、図２を用いて判定装置２の適用例の概要を説明する。
安全制御システム１は、例えば、ロボットのエンドエフェクタなどの可動部位の周辺に人の接近を検知した場合、人が可動部位に接触する前に該可動部位の駆動を停止するシステムである。図２に示すように、安全制御システム１は判定装置２および安全制御装置３を含む。安全制御装置３は、判定装置２から侵入検知を示す信号を受信すると、安全制御を実行し、例えば、ロボットのエンドエフェクタなどの可動部位の駆動を停止する等の制御を行う。
判定装置２は、対象物との距離が所定範囲内になると、侵入検知を示す信号を安全制御装置３に出力する。図２に示すように、判定装置２は、各々が侵入検知を示す信号を出力する判定ユニット２０ａおよび判定ユニット２０ｂを備えている。判定ユニット２０ａは、第１光測距モジュール（第１光測距センサ）２１ａ、制御部２２ａ、距離データ入出力部２３ａおよび出力部２４ａを備えている。また、判定ユニット２０ｂは、判定ユニット２０ａと同様の構成を備えている。第１光測距モジュール２１ａはＴｏＦ（Time of Flight）原理に基づいて測定対象物までの距離を計測し、当該距離を示す信号を制御部２２ａに出力する。なお、第１光測距モジュール２１ａと、判定ユニット２０ｂが備えている第２光測距モジュール（第２光測距センサ）２１ｂとは、１つのセンサセットに含まれているものとする。
制御部２２ａは第１光測距モジュール２１ａが出力する信号を取得する。また、制御部２２ａは、距離データ入出力部２３ａおよび距離データ入出力部２３ｂを介して、制御部２２ｂから第２光測距モジュール２１ｂが出力する信号を取得する。
制御部２２ａおよび制御部２２ｂの各々は、第１光測距モジュール２１ａおよび第２光測距モジュール２１ｂが出力する信号の少なくとも１つが、前記対象物までの距離が前記所定範囲内にあることを示しているかを判定する。
上述のセンサセットにおける第１光測距モジュール２１ａの観測エリアは、第１光測距モジュール２１ａとは異なる光測距センサである第２光測距モジュール２１ｂの観測エリア内にある。
制御部２２ａおよび制御部２２ｂの各々は、第１光測距モジュール２１ａおよび２１ｂが出力する信号の少なくとも１つが、対象物までの距離が所定範囲内にあることを示しているかを判定する。制御部２２ａおよび制御部２２ｂは当該判定の結果に応じて、出力部２４ａまたは出力部２４ｂを介して、安全制御装置３に侵入検知を示す信号を出力する。
図３の（ａ）および（ｂ）は、第１光測距モジュール２１ａの観測可能エリアまたは第２光測距モジュール２１ｂの観測可能エリアを示す図である。図３の（ａ）および（ｂ）では、第１光測距モジュール２１ａの観測可能エリアをＲ２で示し、第２光測距モジュール２１ｂの観測可能エリアをＲ１で示している。図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、第１光測距モジュール２１ａの観測可能エリアＲ２は、第２光測距モジュール２１ｂの観測可能エリアＲ１よりも狭く設定されている。第１光測距モジュール２１ａの観測エリアを以下のように設定してもよい。第１光測距モジュール２１ａの観測エリアにて測定された対象物までの距離は、第２光測距モジュール２１ｂが出力する信号が示す距離によって検証可能である。例えば、第１光測距モジュール２１ａの観測エリアを第２光測距モジュール２１ｂの観測可能エリアと重複するエリアとしてもよい。なお、第２光測距モジュール２１ｂの観測エリアについては、第２光測距モジュール２１ｂの観測可能エリア全域としてもよい。
制御部２２ａおよび制御部２２ｂの各々は、第１光測距モジュール２１ａおよび第２光測距モジュール２１ｂが出力する信号の少なくとも１つが、対象物までの距離が所定範囲内にあることを示しているかを判定する。制御部２２ａおよび制御部２２ｂは、当該判定の結果に応じて、出力部２４ａまたは出力部２４ｂを介して、安全制御装置３に侵入検知を示す信号を出力する。
前記の構成によれば、判定装置２は、センサセットに含まれる第１光測距モジュール２１ａおよび第２光測距モジュール２１ｂの各々が出力する信号の少なくとも１つが示す距離が所定範囲内であると判定すると、侵入検知を示す信号を出力する。そのため、第１光測距モジュール２１ａおよび第２光測距モジュール２１ｂの少なくとも１つが正常に機能していれば、他の光測距センサが故障していたとしても、判定装置２は侵入の有無を判定し、判定結果を出力することができる。
また、前記の構成によれば、制御部２２ａおよび２２ｂが第１光測距モジュール２１ａおよび２１ｂの各々が出力する信号に基づき判定を行う。そのため、少なくとも１つの制御部２２ａおよび制御部２２ｂが正常に機能していれば、一方の制御部が故障していても、侵入の有無を判定し、判定結果を出力することができる。
すなわち、前記の構成によれば、判定装置２が含む一部の構成が故障していても、侵入の有無を判定し、侵入があると判定すると、侵入検知を示す信号を出力することができる。そのため、判定装置２は、高い信頼性をもって、侵入の有無を判定し、侵入があると判定すると、侵入検知を示す信号を出力することができる。
また、前記センサセットに含まれる光測距モジュールは簡易な構成である。そのため、光測距モジュールに汎用の光測距モジュールを適用することができる。この構成によれば、安全制御に関わる判定装置をユーザに安価に提供することができる。つまり、判定装置２は、例えば、汎用の光測距モジュール等の、必ずしも安全制御のための専用品ではない光測距モジュールを、光測距モジュール２１ａおよび２１ｂとして用いる場合であっても、光測距モジュール２１ａおよび２１ｂの各々が出力する信号を用いて、侵入の有無を判定することができる。そして、判定装置２は、光測距モジュール２１ａおよび２１ｂの各々が出力する信号の少なくとも１つが示す距離が所定範囲内であると判定すると、侵入検知を示す信号を出力する。したがって、判定装置２は、例えば汎用の光測距モジュール等を用いる場合であっても、高い信頼性を実現することができる。
また、前記判定装置に、距離算出の機能を有した汎用の処理光測距モジュールを光測距モジュール２１ａおよび２１ｂに適用した場合、判定装置としての回路構成を簡略化することができる。そのため、判定装置の開発期間を短縮することができる。判定装置２は、汎用の光測距モジュールを光測距モジュール２１ａおよび２１ｂとして用いた場合にも、光測距モジュール２１ａおよび２１ｂの各々が出力する信号の少なくとも１つが示す距離が所定範囲内であると判定すると、侵入検知を示す信号を出力する。そして、判定装置２は、侵入検知を示す信号を安全制御装置３に出力することにより、安全制御装置３に、機械の緊急停止などの安全制御を実行させる。そのため、判定装置２は、安全制御に求められる高い信頼性を維持しつつ、例えば汎用の光測距モジュールを用いて、製造コストを抑制し、かつ、開発期間を短縮することができる。
また、第１光測距モジュール２１ａの観測エリアは、第２光測距モジュール２１ｂの観測エリア内にある。したがって、前記対象物が第１光測距モジュール２１ａの観測エリア内に存在する場合、前記対象物は必ず、第２光測距モジュール２１ｂの観測エリア内にも存在することになる。そのため、第１光測距モジュール２１ａの観測結果を、第２光測距モジュール２１ｂの観測結果により検証することができるとの効果を奏する。
さらに、第１光測距モジュール２１ａが観測可能なエリア（＝観測可能エリアＲ２）のうち、第２光測距モジュール２１ｂが観測可能なエリア（＝観測可能エリアＲ１）と重複するエリアを確保し、重複しないエリアが発生するのを抑制することができるとの効果を奏する。
§２ 構成例
（判定装置２）
図１は本実施形態に係る判定装置２の要部構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、判定装置２は判定ユニット２０ａおよび判定ユニット２０ｂを備えている。判定ユニット２０ｂは判定ユニット２０ａと対になる構成であり、判定ユニット２０ａと同様である。
なお、上述のように、判定ユニット２０ａと判定ユニット２０ｂとは、それぞれが備える第１光測距モジュール２１ａまたは第２光測距モジュール２１ｂの観測可能エリアの範囲が異なる。本明細書では、判定ユニット２０ｂの構成については、判定ユニット２０ａと異なる点を説明する。
判定ユニット２０ａは第１光測距モジュール２１ａ、制御部２２ａ、距離データ入出力部２３ａおよび出力部２４ａを備えている。
（第１光測距モジュール２１ａ）
第１光測距モジュール２１ａは光を投光する投光部２１１と当該光の反射光を受光する受光部２１２とを備えている反射型センサである。また、第１光測距モジュール２１ａは距離算出部２１３を備えている。距離算出部２１３は受光部２１２から受光を示す信号を取得する。距離算出部２１３は投光部２１１から投光された光が、測定対象物により反射され受光部２１２の受光素子に受光されるまでの時間もしくは位相差を計測し、演算処理により測定対象物までの距離を算出する。すなわち、距離算出部２１３は受光素子が出力した信号に応じて当該距離を算出する。距離算出部２１３は、それぞれの受光素子が出力した信号に応じて算出された、対象物と第１光測距モジュール２１ａとの間の距離を示す信号を制御部２２ａの第１取得部２２１ａに出力する。
なお、第１光測距モジュール２１ａは投光部２１１、受光部２１２および距離算出部２１３が一体になっておらず、分離している構成であってもよい。前記の構成によれば、第１光測距モジュール２１ａとして汎用の光測距モジュールを適用する場合に、適用する光測距モジュールの選択範囲を広げることができる。
（制御部２２ａ）
制御部２２ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行う。制御部２２ａは、第１取得部（取得部）２２１ａ、第２取得部（取得部）２２２ａ、検証部２２３ａおよび侵入判定部２２４ａを備えている。
（第１取得部２２１ａ）
第１取得部２２１ａは第１光測距モジュール２１ａおよび第２光測距モジュール２１ｂを含むセンサセットにおける、第１光測距モジュール２１ａが出力する信号を取得する。第１取得部２２１ａは取得した信号を、検証部２２３ａに出力する。また、第１取得部２２１ａは、距離データ入出力部２３ａを介して、取得した当該信号を判定ユニット２０ｂに出力する。
（第２取得部２２２ａ）
第２取得部２２２ａは第１光測距モジュール２１ａおよび第２光測距モジュール２１ｂを含むセンサセットにおける、第２光測距モジュール２１ｂが出力する信号を取得する。詳細には、判定ユニット２０ｂの第１取得部２２１ｂが取得した信号を、距離データ入出力部２３ａを介して、取得する。第２取得部２２２ａは取得した信号を、検証部２２３ａに出力する。
（検証部２２３ａ）
検証部２２３ａは第２光測距モジュール２１ｂによって出力された信号が示す距離によって、第１光測距モジュール２１ａによって出力された信号が示す距離を検証する。
判定ユニット２０ｂにおいても同様に、検証部２２３ｂは第２光測距モジュール２１ｂによって出力された信号が示す距離によって、第１光測距モジュール２１ａによって出力された信号が示す距離を検証する。
ここで、検証部２２３ａおよび検証部２２３ｂが行う検証の例を説明する。説明の便宜上、第１光測距モジュール２１ａによって出力された信号が示す距離をＬ１とし、第２光測距モジュール２１ｂによって出力された信号が示す距離をＬ２とする。
検証部２２３ａは、Ｌ１とＬ２とが等しいか否かを判定する。例えば、Ｌ１とＬ２との差が所定の値Ａよりも小さい場合に、検証部２２３ａはＬ１とＬ２とは等しいと判定してもよい。また、Ｌ１とＬ２との差が所定の値Ａ以上である場合に、検証部２２３ａはＬ１とＬ２とは等しくないと判定してもよい。なお、上述の説明では、検証を行う主体が検証部２２３ａの例を説明したが、検証部２２３ｂも検証部２２３ａと同じ検証を行う。検証部２２３ａは前記判定結果を示す信号を侵入判定部２２４ａに出力する。また、検証部２２３ａは、第１光測距モジュール２１ａによって出力された信号および第２光測距モジュール２１ｂによって出力された信号を侵入判定部２２４ａに出力する。
例えば、Ｌ１とＬ２とは等しいと判定した場合、検証部２２３ａは第１光測距モジュール２１ａによって出力された信号および第２光測距モジュール２１ｂによって出力された信号のうち、第１光測距モジュール２１ａによって出力された信号のみを出力してもよい。
（侵入判定部２２４ａ）
侵入判定部２２４ａは第１取得部２２１ａおよび第２取得部２２２ａの各々が受け付けた信号の少なくとも１つが、対象物までの距離が所定範囲内にあることを示しているかを、判定する。また、判定ユニット２０ｂの侵入判定部２２４ｂは第１取得部２２１ｂおよび第２取得部２２２ｂの各々が受け付けた信号の少なくとも１つが、対象物までの距離が所定範囲内にあることを示しているかを、判定する。
侵入判定部２２４ａおよび侵入判定部２２４ｂは、少なくとも１つの前記距離が所定の値以下である場合、出力部２４ａを介して安全制御装置３に侵入検知を示す信号を出力する。
また、侵入判定部２２４ａおよび侵入判定部２２４ｂの各々は以下の判定を行う。
検証部２２３ａまたは検証部２２３ｂにより、Ｌ１とＬ２とが略等しいことが検証されると、侵入判定部２２４ａおよび侵入判定部２２４ｂはＬ１が所定範囲内にあるかを判定する。換言すると、侵入判定部２２４ａは以下の判定を行う。Ｌ１とＬ２とが略等しい場合、侵入判定部２２４ａはＬ１が所定の値Ｂ以内であるか否かを判定する。侵入判定部２２４ａはＬ１が所定の値Ｂ以内である場合、対象物までの距離が所定範囲内にあると判定する。
また、検証部２２３ａまたは検証部２２３ｂにより、Ｌ１とＬ２とが略等しくないことが検証された場合、侵入判定部２２４ａおよび侵入判定部２２４ｂの各々は以下の判定を行う。侵入判定部２２４ａはＬ１およびＬ２の少なくとも１つが所定の値Ｂ以内であるか否かを判定する。侵入判定部２２４ａはＬ１およびＬ２の少なくとも１つが所定の値Ｂ以内である場合、対象物までの距離が所定範囲内にあると判定する。
前記の構成によれば、判定装置２は、対象物との距離が所定範囲内にあるかを確実に判定することができる。
また、Ｌ１およびＬ２の両方が所定の値Ｂよりも大きい場合、侵入判定部２２４ａおよび侵入判定部２２４ｂは出力部２４ａを介して安全制御装置３等の外部の機器に侵入が検知されていないことを示す信号を出力してもよい。
（距離データ入出力部２３ａ）
距離データ入出力部２３ａは、判定ユニット２０ａと判定ユニット２０ｂとの間において第１取得部２２１ａおよび第１取得部２２１ｂが取得した信号の入出力を行う。
（出力部２４ａ）
出力部２４ａは、侵入判定部２２４ａの指示に応じて、侵入検知を示す信号、測距結果を示す信号等を安全制御装置３に出力する。
（第１光測距モジュール２１ａの観測エリアおよび第２光測距モジュール２１ｂの観測エリア）
次に、第１光測距モジュール２１ａの観測エリアおよび第２光測距モジュール２１ｂの観測エリアの例について詳細を説明する。
本例においては、測定対象物は、第１光測距モジュール２１ａおよび第２光測距モジュール２１ｂの観測エリアへと所定方向から侵入する。
図３の（ａ）および（ｂ）の示された矢印は測定対象物の侵入方向を示している。図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、第２光測距モジュール２１ｂの観測可能エリアであるＲ１は、第１光測距モジュール２１ａの観測エリア（または観測可能エリア）であるＲ２よりも対象物が侵入してくる側にある領域を含む。
前記の構成によれば、測定対象物が第１光測距モジュール２１ａの観測可能エリアＲ２に侵入する場合、測定対象物は第２光測距モジュール２１ｂの観測可能エリアＲ１内に必ず侵入することになる。
したがって第２光測距モジュール２１ｂが出力する信号が示す距離が第２光測距モジュール２１ｂから所定範囲内にある場合、第１光測距モジュール２１ａが出力する信号が示す距離が前記所定範囲内となる可能性が高い。
すなわち、前記の構成によれば、第１光測距モジュール２１ａが故障していても、第２光測距モジュール２１ｂの出力する信号に応じて、判定装置２は侵入検知を示す信号を出力することができる。換言すると、第１光測距モジュール２１ａの観測可能エリアＲ２の全域は、第２光測距モジュール２１ｂが出力する信号が示す距離によって、測定対象物との距離の検証が可能であるエリアとなる。そのため、判定装置２は、高い信頼性をもって侵入があるかを判定し、侵入があると判定すると、侵入検知を示す信号を出力する。
また、前記の構成によれば、測定対象物が第１光測距モジュール２１ａの観測可能エリアＲ２に侵入する場合、測定対象物は先ず第２光測距モジュール２１ｂの観測可能エリアＲ１内に侵入することになる。
ここで、侵入判定部２２４ａおよび判定ユニット２０ｂが備えている侵入判定部２２４ｂは、Ｒ１およびＲ２の少なくとも一方の領域において測定対象物との距離が所定範囲内にある場合、侵入があると判定する。そのため、対象物が先ず第２光測距モジュール２１ｂの観測エリアに侵入すると、判定装置２は、いち早く対象物の侵入を検知することができる。
§３ 動作例
（判定装置２の処理の流れの例）
図４は判定装置２の侵入判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４を用いて、判定装置２の侵入判定処理の流れの一例について説明する。
判定ユニット２０ａにおいて、第１取得部２２１ａは第１光測距モジュール２１ａが出力する第１光測距モジュール２１ａの観測エリア内の測定対象物と第１光測距モジュール２１ａとの間の距離を示す信号（測距データ）を取得する（ステップＳ１ａ：取得ステップ）。
ステップＳ１ａに並行して、判定ユニット２０ｂにおいて、第１取得部２２１ｂは第２光測距モジュール２１ｂが出力する第２光測距モジュール２１ｂの観測エリア内の測定対象物と第２光測距モジュール２１ｂとの間の距離を示す信号（測距データ）を取得する（ステップＳ１ｂ：取得ステップ）。
続いて、検証部２２３ａおよび検証部２２３ｂは第２光測距モジュール２１ｂによって出力された信号が示す距離によって、第１光測距モジュール２１ａによって出力された信号が示す距離を検証する（ステップＳ２）。
続いて、侵入判定部２２４ａおよび侵入判定部２２４ｂは、第１光測距モジュール２１aによって出力された信号が示す距離および第２光測距モジュール２１ｂによって出力された信号が示す距離および信号の少なくとも１つが、所定値以下であるかを判定する（ステップＳ３：侵入判定ステップ）。
２つの距離の少なくとも一方が所定値以下である場合（Ｓ３でＹＥＳ）、侵入判定部２２４ａおよび侵入判定部２２４ｂは、出力部２４ａまたは出力部２４ｂを介して安全制御装置３に侵入検知を示す信号を出力し（ステップＳ４：侵入判定結果の出力処理）、処理は終了する。
また、２つの判定距離の両方が所定値よりも大きい場合（Ｓ３でＮＯ）、侵入判定部２２４ａおよび侵入判定部２２４ｂは、前記２つの距離を示す信号から測定対象の有無を判定し（ステップＳ５）、測距結果または測定対象の有無を示す信号等を安全制御装置３に出力する（ステップＳ６）。その後、処理はステップＳ１ａおよびステップＳ１ｂに戻る。
§４ 変形例
（変形例１）
本発明の変形例について、図５および図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態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。
上述の実施形態においては、判定装置２が、第１光測距モジュール２１aおよび第２光測距モジュール２１ｂを含む１つのセンサセットを備えている例について説明した。
本変形例に係る判定装置２ｃは複数の光測距モジュールのセットを複数備えている。
図５は、安全制御システム１ｃにおける本変形例に係る判定装置２ｃの適用例の一例を示す図である。図５に示すように。安全制御システム１ｃは、判定装置２ｃおよび安全制御装置３を含む。
図６は、判定装置２ｃを備えているロボット１０のエンドエフェクタの一例を示す図である。図６に示す観測エリアＲ１００は複数の光測距モジュールによる観測エリアを示している。図６に示すようにロボット１０のエンドエフェクタの周辺には当該観測エリアが複数設定されている。
図５に示すように、判定装置２ｃの判定ユニット２０ａは複数の光測距モジュールを備えており、少なくとも第１光測距モジュール２１ａ１、２１ａ２、２１ａ３を備えている。また、判定装置２ｃの判定ユニット２０ｂは複数の光測距モジュールを備えており、少なくとも第２光測距モジュール２１ｂ１、２１ｂ２、２１ｂ３を備えている。
第１光測距モジュール２１ａ１と第２光測距モジュール２１ｂ１とは光測距モジュールのセット２５に含まれる。第１光測距モジュール２１ａ１の観測エリアは、第２光測距モジュール２１ｂ１の観測エリア内にある。
第１光測距モジュール２１ａ２と第２光測距モジュール２１ｂ２とは光測距モジュールのセット２６に含まれる。第１光測距モジュール２１ａ２の観測エリアは、第２光測距モジュール２１ｂ２の観測エリア内にある。
第１光測距モジュール２１ａ３と第２光測距モジュール２１ｂ３とは光測距モジュールのセット２７に含まれる。第１光測距モジュール２１ａ３の観測エリアは、第２光測距モジュール２１ｂ３の観測エリア内にある。
前記光測距モジュールの各々はセット毎にシリアル伝送によって、光測距モジュールの観測エリア内の対象物と光測距モジュールとの間の距離を示す信号を制御部２２ａまたは制御部２２ｂに出力する。
換言すると、判定装置２が備えているセンサセットは複数である。また、複数のセンサセットの各々の光測距センサが出力する信号は、シリアル伝送によって、制御部２２ａおよび制御部２２ｂの第１取得部２２１ａおよび２２１ｂの各々へと伝送される。
前記の構成によれば、２２ａおよび制御部２２ｂはシリアル伝送によって出力する信号を取得する。そのため、判定装置２ｃが備える回線を少なくすることができる。よって、判定装置２ｃの製造コストを軽減することができる。
（変形例２）
上述の変形例および上述の実施形態においては、１つのセンサセットにおいて、１つの第２光測距モジュールが出力する信号が示す距離を用いて、１つの第１光測距モジュールが出力する信号が示す距離を検証する例について説明した。
本変形例に係る判定装置２は、１つのセンサセットにおいて、１つの第２光測距モジュールが出力する信号が示す距離を用いて、２つ以上の第１光測距モジュールが出力する信号が示す距離を検証してもよい。
前記の構成によれば、１つのセンサセットにおいて、１つの第２光測距モジュールを利用し、２つ以上の第１光測距モジュールが出力する信号を検証できる。そのため、１つの第２光測距モジュールが出力する信号が示す距離を用いて、１つの第１光測距モジュールが出力する信号が示す距離を検証する場合に比べて、判定装置２を（特に、１つのセンサセットを）実現するためのコストを抑制することができる。
〔ソフトウェアによる実現例〕
判定装置２、２ｃの制御ブロック（特に制御部２２ａおよび制御部２２ｂ）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、ソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、判定装置２、２ｃ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コンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサ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。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、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、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。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、本発明の一態様は、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。
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。
２、２ｃ 判定装置
２１ａ、２１ａ１、２１ａ２、２１ａ３ 第１光測距モジュール（第１光測距センサ）
２１ｂ、２１ｂ１、２１ｂ２、２１ｂ３ 第２光測距モジュール（第２光測距センサ）
２２１a、２２１ｂ 第１取得部（取得部）
２２２a、２２２ｂ 第２取得部（取得部）
２２３a、２２３ｂ 検証部
２２４a、２２４ｂ 侵入判定部
Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ 取得ステップ
Ｓ３ 侵入判定ステップ

Claims (5)

  1. 対象物との距離が所定範囲内になると侵入検知を示す信号を出力する判定装置であって、
    複数の光測距センサを含むセンサセットにおける、前記複数の光測距センサの各々が出力する信号を、各々が取得する複数の取得部と、
    前記複数の取得部の各々が受け付けた信号の少なくとも１つが、前記対象物までの距離が前記所定範囲内にあることを示しているかを、各々が判定する複数の侵入判定部と、を備え、
    前記センサセットにおける或る光測距センサである第１光測距センサの観測エリアは、前記センサセットにおける前記第１光測距センサとは異なる光測距センサである第２光測距センサの観測エリア内にあることを特徴とする判定装置。
  2. 前記第２光測距センサによって出力された信号が示す距離によって、前記第１光測距センサによって出力された信号が示す距離を各々が検証する複数の検証部を備えており、
    前記検証部により、前記第１光測距センサによって出力された信号が示す距離と、前記第２光測距センサによって出力された信号が示す距離とが略等しいことが検証されると、前記複数の侵入判定部の各々は、前記第１光測距センサによって出力された信号が示す距離が前記所定範囲内にあることを示しているかを判定することを特徴とする請求項１に記載の判定装置。
  3. 前記対象物は、前記第１光測距センサおよび前記第２光測距センサの観測エリアへと所定方向から侵入し、
    前記第２光測距センサの観測エリアは、前記第１光測距センサの観測エリアよりも前記対象物が侵入してくる側にある領域を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の判定装置。
  4. 前記センサセットは複数であり、
    複数の前記センサセットの各々の前記光測距センサが出力する信号は、シリアル伝送によって、前記複数の取得部の各々へと伝送されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の判定装置。
  5. 対象物との距離が所定範囲内になると侵入検知を示す信号を出力する判定装置の制御方法であって、
    複数の光測距センサを含むセンサセットにおける、前記複数の光測距センサの各々が出力する信号を、各々が取得する複数の取得ステップと、
    前記複数の取得ステップの各々が受け付けた信号の少なくとも１つが、前記対象物までの距離が前記所定範囲内にあることを示しているかを、各々が判定する複数の侵入判定ステップと、を含み、
    前記センサセットにおける或る光測距センサである第１光測距センサの観測エリアは、前記センサセットにおける前記第１光測距センサとは異なる光測距センサである第２光測距センサの観測エリア内にあることを特徴とする判定装置の制御方法。
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