JP2019200701A - Autonomous mobile body - Google Patents

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将哉 南田
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Abstract

To provide an autonomous mobile body that is able to reduce load on a detection unit when detecting an object from three-dimensional data.SOLUTION: An autonomous mobile body 10 comprises a vehicle 20 and an object detection device 30 mounted on the vehicle. The object detection device comprises a three-dimensional distance meter 31 and a control device 32. The control device selects effective data from among three-dimensional data obtained from the three-dimensional distance meter. As the effective data, data in which Z-coordinates fall in a range from a reference position to a predetermined position is selected. The control device converts the effective data into two-dimensional data. The control device detects an object from the two-dimensional data obtained by converting the effective data.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、自律移動体に関する。   The present invention relates to an autonomous mobile body.

自律移動体は、物体検知装置を備える。三次元距離計を用いた物体検知装置としては、例えば、特許文献1に記載されている。三次元距離計は、水平方向、及び、鉛直方向への照射角度を変更しながらレーザーを照射することで三次元データを取得する。特許文献1に記載の物体検知装置は、三次元距離計と、三次元距離計によって得られた三次元データから物体を検知する検知部と、を備える。   The autonomous mobile body includes an object detection device. An object detection device using a three-dimensional distance meter is described in Patent Document 1, for example. The three-dimensional distance meter acquires three-dimensional data by irradiating a laser while changing the irradiation angle in the horizontal direction and the vertical direction. The object detection apparatus described in Patent Literature 1 includes a three-dimensional distance meter and a detection unit that detects an object from three-dimensional data obtained by the three-dimensional distance meter.

特開2017−113292号公報JP 2017-113292 A

ところで、三次元データから物体を検知する場合、検知部の負荷が大きい。
本発明の目的は、検知部の負荷を低減させることができる自律移動体を提供することにある。
By the way, when detecting an object from three-dimensional data, the load of a detection part is large.
The objective of this invention is providing the autonomous mobile body which can reduce the load of a detection part.

上記課題を解決する自律移動体は、物体検知装置を備える自律移動体であって、前記物体検知装置は、水平方向の一方向をX軸、水平方向のうち前記X軸に直交する方向をY軸、鉛直方向をZ軸とする三軸直交座標系において、レーザーが照射された測定点の座標である三次元データを取得する三次元距離計と、前記三次元データのうち、Z座標が基準位置から所定位置までの範囲となる三次元データを有効データとして選択して、前記有効データをX座標及びY座標のデータである二次元データに変換する変換部と、前記二次元データから物体を検知する検知部と、を備える。   An autonomous mobile body that solves the above-described problem is an autonomous mobile body that includes an object detection device, and the object detection device is configured such that one direction in the horizontal direction is the X axis, and the direction perpendicular to the X axis in the horizontal direction is Y. In a three-axis orthogonal coordinate system with the axis and the vertical direction as the Z-axis, a three-dimensional distance meter that acquires three-dimensional data that is the coordinates of the measurement point irradiated with the laser, and the Z coordinate of the three-dimensional data is the reference A three-dimensional data in a range from a position to a predetermined position is selected as effective data, and a conversion unit that converts the effective data into two-dimensional data that is X-coordinate and Y-coordinate data; and an object from the two-dimensional data A detection unit for detecting.

変換部は、三次元データである有効データを二次元データに変換する。検知部は、二次元データから物体を検知する。X座標及びY座標から物体を検知することができるため、三次元データから物体を検知する場合に比べて、検知部の負荷を低減させることができる。   The conversion unit converts valid data that is three-dimensional data into two-dimensional data. The detection unit detects an object from the two-dimensional data. Since the object can be detected from the X coordinate and the Y coordinate, the load on the detection unit can be reduced compared to the case of detecting the object from the three-dimensional data.

上記自律移動体について、前記検知部は、水平方向に対する前記レーザーの照射角度が同一角度である前記二次元データのうち、前記三次元距離計に最も近い前記二次元データから物体を検知してもよい。   For the autonomous mobile body, the detection unit may detect an object from the two-dimensional data closest to the three-dimensional distance meter among the two-dimensional data in which the laser irradiation angle with respect to a horizontal direction is the same angle. Good.

これによれば、検知部の負荷を更に低減することができる。   According to this, the load on the detection unit can be further reduced.

本発明によれば、検知部の負荷を低減させることができる。   According to the present invention, the load on the detection unit can be reduced.

自律移動体、及び、追尾対象を示す概略図。Schematic which shows an autonomous mobile body and a tracking object. レーザーの照射範囲を模式的に示す図。The figure which shows the irradiation range of a laser typically. レーザーが当たる測定点と、測定点の三次元座標を示す模式図。The schematic diagram which shows the measurement point which a laser hits, and the three-dimensional coordinate of a measurement point. レーザーが当たる測定点と、測定点の三次元座標を示す模式図。The schematic diagram which shows the measurement point which a laser hits, and the three-dimensional coordinate of a measurement point. 制御装置が行う処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which a control apparatus performs. 二次元距離計を用いて物体を検知する場合の測定点を示す模式図。The schematic diagram which shows the measurement point in the case of detecting an object using a two-dimensional distance meter. 三次元距離計を用いて物体を検知する場合の測定点を示す模式図。The schematic diagram which shows the measurement point in the case of detecting an object using a three-dimensional distance meter.

以下、自律移動体の一実施形態について説明する。
図1に示すように、自律移動体10は、車両20と、車両20に搭載された物体検知装置30と、を備える。車両20は、車体21と、複数の車輪22と、車両20を走行させるための駆動機構23と、を備える。駆動機構23は、物体検知装置30により検知された物体を回避しつつ、登録された追尾対象Tを追尾するように制御される。車両20は、例えば、荷を搬送する搬送台車である。
Hereinafter, an embodiment of an autonomous mobile body will be described.
As shown in FIG. 1, the autonomous mobile body 10 includes a vehicle 20 and an object detection device 30 mounted on the vehicle 20. The vehicle 20 includes a vehicle body 21, a plurality of wheels 22, and a drive mechanism 23 for causing the vehicle 20 to travel. The drive mechanism 23 is controlled to track the registered tracking target T while avoiding the object detected by the object detection device 30. The vehicle 20 is, for example, a transport cart that transports loads.

物体検知装置30は、三次元距離計31と、制御装置32と、を備える。三次元距離計31としては、LIDAR:Laser Imaging Detection and Rangingが用いられる。LIDARは、レーザーを周辺に照射し、レーザーが当たった部分から反射された反射光を受信することで周辺環境を認識可能な測域センサである。   The object detection device 30 includes a three-dimensional distance meter 31 and a control device 32. As the three-dimensional distance meter 31, LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging is used. LIDAR is a range sensor that can recognize the surrounding environment by irradiating the surrounding area with a laser beam and receiving the reflected light reflected from the portion hit by the laser beam.

図1、及び、図2に示すように、本実施形態において、三次元距離計31の鉛直方向へのレーザーの照射可能角度θ1は60°である。三次元距離計31の水平方向へのレーザーの照射可能角度θ2は270°である。照射可能角度θ1,θ2の中央を基準軸Bとすると、鉛直方向への照射可能角度θ1は基準軸B±30°の範囲であり、水平方向への照射可能角度θ2は基準軸B±135度の範囲である。三次元距離計31は、基準軸Bの延びる方向と水平方向とが一致するように取り付けられている。三次元距離計31は、レーザーが当たった部分である測定点の三次元データを制御装置32に出力する。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the laser irradiable angle θ1 in the vertical direction of the three-dimensional distance meter 31 is 60 °. The laser irradiable angle θ2 in the horizontal direction of the three-dimensional distance meter 31 is 270 °. If the center of the irradiable angles θ1 and θ2 is the reference axis B, the irradiable angle θ1 in the vertical direction is in the range of the reference axis B ± 30 °, and the irradiable angle θ2 in the horizontal direction is the reference axis B ± 135 degrees. Range. The three-dimensional distance meter 31 is attached so that the direction in which the reference axis B extends matches the horizontal direction. The three-dimensional distance meter 31 outputs the three-dimensional data of the measurement point that is the portion hit by the laser to the control device 32.

三次元データは、三軸直交座標系における三次元座標である。三軸直交座標系は、水平方向のうち一方向をX軸、水平方向のうちX軸に直交する方向をY軸、X軸及びY軸に直交する方向である鉛直方向をZ軸とする座標系である。本実施形態では、基準軸BをX軸としている。三次元座標は、三次元距離計31と測定点との相対座標である。   Three-dimensional data is three-dimensional coordinates in a three-axis orthogonal coordinate system. The triaxial orthogonal coordinate system is a coordinate system in which one direction in the horizontal direction is the X axis, the direction perpendicular to the X axis in the horizontal direction is the Y axis, and the vertical direction that is perpendicular to the X axis and the Y axis is the Z axis. It is a system. In the present embodiment, the reference axis B is the X axis. The three-dimensional coordinate is a relative coordinate between the three-dimensional distance meter 31 and the measurement point.

図3、及び、図4に示すように、車両20の周囲に棚40が配置されている場合の三次元座標について説明する。棚40は、複数の支柱41と、複数の棚板42とを備え、支柱41によって複数の棚板42を支持している。棚40は、支柱41が鉛直方向に延びるように配置されている。また、棚板42には、荷W1,W2が載置されているとする。   As shown in FIGS. 3 and 4, the three-dimensional coordinates when the shelf 40 is arranged around the vehicle 20 will be described. The shelf 40 includes a plurality of support columns 41 and a plurality of shelf plates 42, and the plurality of shelf plates 42 are supported by the support columns 41. The shelf 40 is arranged so that the support column 41 extends in the vertical direction. Further, it is assumed that the loads W1 and W2 are placed on the shelf plate 42.

測定点P1,P2,P3は、水平方向の照射角度が同一であり、鉛直方向の照射角度が異なる場合の測定点を示している。測定点P4,P5は、水平方向の照射角度が同一であり、鉛直方向の照射角度が異なる場合の測定点を示している。測定点P1と測定点P4とは、鉛直方向の照射角度が同一であり、水平方向の照射角度が異なる。測定点P2と測定点P5とは、鉛直方向の照射角度が同一であり、水平方向の照射角度が異なる。   Measurement points P1, P2, and P3 indicate measurement points when the horizontal irradiation angles are the same and the vertical irradiation angles are different. Measurement points P4 and P5 indicate measurement points when the horizontal irradiation angles are the same and the vertical irradiation angles are different. The measurement point P1 and the measurement point P4 have the same vertical irradiation angle and different horizontal irradiation angles. The measurement point P2 and the measurement point P5 have the same vertical irradiation angle and different horizontal irradiation angles.

三次元データは、各測定点Pnの三次元座標(Xn,Yn,Zn)である。三次元距離計31は、鉛直方向の照射角度、及び、水平方向の照射角度を変更しながらレーザーを照射するため、車両20の周囲に存在する物体の輪郭に応じた三次元座標が得られる。   The three-dimensional data is the three-dimensional coordinates (Xn, Yn, Zn) of each measurement point Pn. Since the three-dimensional distance meter 31 irradiates the laser while changing the irradiation angle in the vertical direction and the irradiation angle in the horizontal direction, three-dimensional coordinates corresponding to the contour of the object existing around the vehicle 20 can be obtained.

図1に示すように、制御装置32は、CPU33と、RAM及びROM等からなる記憶部34と、を備える。記憶部34には、自律移動体10を制御するための種々のプログラムが記憶されている。制御装置32は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路:ASICを備えていてもよい。制御装置32は、コンピュータプログラムに従って動作する1つ以上のプロセッサ、ASIC等の1つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、CPU、並びに、RAM及びROM等のメモリを含む。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。   As shown in FIG. 1, the control device 32 includes a CPU 33 and a storage unit 34 including a RAM and a ROM. The storage unit 34 stores various programs for controlling the autonomous mobile body 10. The control device 32 may include dedicated hardware that executes at least a part of various processes, for example, an application specific integrated circuit (ASIC). The control device 32 may be configured as a circuit including one or more processors that operate according to a computer program, one or more dedicated hardware circuits such as an ASIC, or a combination thereof. The processor includes a CPU and memories such as RAM and ROM. The memory stores program code or instructions configured to cause the CPU to perform processing. Memory, ie, computer readable media, includes anything that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.

制御装置32は、三次元距離計31の検出結果から車両20の周辺に存在する物体の検知を行う。以下、制御装置32が物体を検知するための処理について説明する。
図5に示すように、制御装置32は、ステップS1において、三次元距離計31から得られた三次元データから、有効データを選択する。有効データとしてはZ座標が基準位置から所定位置までのものを選択する。基準位置は、車両20が走行する路面の高さである。所定位置は、車体21の高さに、車体21に搭載されると想定される荷の高さを加えた寸法よりも大きな値に設定される。即ち、基準位置から所定位置とは、車両20の移動に際して、障害物となり得る物体の高さを考慮して設定されている。所定位置としては、例えば、1.5[m]〜3[m]の範囲内で設定される。図3に示す例において、測定点P3のZ座標Z3に相当する高さが所定位置よりも高いとすると、有効データは測定点P1,P2,P4,P5の三次元座標となる。
The control device 32 detects an object existing around the vehicle 20 from the detection result of the three-dimensional distance meter 31. Hereinafter, processing for the control device 32 to detect an object will be described.
As shown in FIG. 5, the control device 32 selects valid data from the three-dimensional data obtained from the three-dimensional distance meter 31 in step S <b> 1. As the effective data, data having a Z coordinate from the reference position to a predetermined position is selected. The reference position is the height of the road surface on which the vehicle 20 travels. The predetermined position is set to a value larger than the dimension obtained by adding the height of the load assumed to be mounted on the vehicle body 21 to the height of the vehicle body 21. That is, the predetermined position from the reference position is set in consideration of the height of an object that can be an obstacle when the vehicle 20 moves. For example, the predetermined position is set within a range of 1.5 [m] to 3 [m]. In the example shown in FIG. 3, if the height corresponding to the Z coordinate Z3 of the measurement point P3 is higher than the predetermined position, the valid data is the three-dimensional coordinates of the measurement points P1, P2, P4, and P5.

図5に示すように、制御装置32は、ステップS2において、有効データを二次元データに変換する。三次元データである有効データから二次元データへの変換は、Z座標を無効化することで行われる。これにより、三次元データは、X座標、及び、Y座標のみの二次元データに変換されることになる。図3に示す例においては、P1(X1,Y1,Z1)、P2(X2,Y2,Z2)、P4(X4,Y4,Z4)、P5(X5,Y5,Z5)の三次元座標が、P1(X1,Y1)、P2(X2,Y2)、P4(X4,Y4)、P5(X5,Y5)に変換されることになる。言い換えれば、三次元座標は、XY平面に集約されることになる。なお、ここでいう変換とは、三次元データを異なるデータにする場合に限られず、Z座標を無視して以下の処理を行う態様も含まれる。即ち、制御装置32は、三次元距離計31により得られた三次元データのうちX座標、及び、Y座標を用いて処理を行えればよい。制御装置32は、変換部として機能する。   As shown in FIG. 5, the control device 32 converts the valid data into two-dimensional data in step S2. Conversion from valid data, which is three-dimensional data, to two-dimensional data is performed by invalidating the Z coordinate. As a result, the three-dimensional data is converted into two-dimensional data having only the X coordinate and the Y coordinate. In the example shown in FIG. 3, the three-dimensional coordinates of P1 (X1, Y1, Z1), P2 (X2, Y2, Z2), P4 (X4, Y4, Z4), and P5 (X5, Y5, Z5) are P1 (X1, Y1), P2 (X2, Y2), P4 (X4, Y4), and P5 (X5, Y5). In other words, the three-dimensional coordinates are collected on the XY plane. Here, the conversion is not limited to the case where the three-dimensional data is changed to different data, and includes a mode in which the following processing is performed while ignoring the Z coordinate. That is, the control device 32 only needs to perform processing using the X coordinate and the Y coordinate in the three-dimensional data obtained by the three-dimensional distance meter 31. The control device 32 functions as a conversion unit.

図5に示すように、制御装置32は、ステップS3において、水平方向に対する照射角度が同一角度である二次元データのうち、三次元距離計31に最も近い二次元データを有効二次元データとして選択する。即ち、制御装置32は、水平方向に対する照射角度が同一角度である二次元データのうち、三次元距離計31に最も近い二次元データを用いて物体の検知を行う。図3に示す例では、P1(X1,Y1)、P4(X4,Y4)が有効二次元データとなる。   As shown in FIG. 5, in step S3, the control device 32 selects, as effective two-dimensional data, two-dimensional data closest to the three-dimensional distance meter 31 from two-dimensional data having the same irradiation angle with respect to the horizontal direction. To do. That is, the control device 32 detects an object using the two-dimensional data closest to the three-dimensional distance meter 31 among the two-dimensional data having the same irradiation angle with respect to the horizontal direction. In the example shown in FIG. 3, P1 (X1, Y1) and P4 (X4, Y4) are effective two-dimensional data.

制御装置32は、ステップS1〜ステップS3で得られた有効二次元データを用いて、車両20の周辺に存在する物体の検知を行う。なお、図3に示した例では、説明の便宜上、僅かな測定点のみを図示したが、実際には、多数の測定点が存在し、有効二次元データも多数存在する。   The control device 32 detects an object existing around the vehicle 20 using the effective two-dimensional data obtained in steps S1 to S3. In the example shown in FIG. 3, only a few measurement points are shown for convenience of explanation, but actually there are a large number of measurement points and a large number of effective two-dimensional data.

図5に示すように、制御装置32は、ステップS4において、測定点間の距離を用いた測定点のクラスタ化を行い、クラスタ化された点群を1つの物体と判断する。なお、クラスタ化される測定点とは、有効二次元データによって表される測定点である。制御装置32は、物体を検知する検知部として機能する。   As shown in FIG. 5, in step S4, the control device 32 performs clustering of the measurement points using the distance between the measurement points, and determines that the clustered point group is one object. Note that the measurement points to be clustered are measurement points represented by effective two-dimensional data. The control device 32 functions as a detection unit that detects an object.

制御装置32は、クラスタ化された点群を構成する測定点の有効二次元データから、物体における水平方向の寸法などを把握できる。制御装置32は、これにより、移動の障害となり得る物体や、追尾対象Tを認識することが可能である。   The control device 32 can grasp the horizontal dimension and the like of the object from the effective two-dimensional data of the measurement points constituting the clustered point group. Thus, the control device 32 can recognize an object that may be an obstacle to movement and the tracking target T.

ステップS4の処理は、水平方向への照射角度を変更しながらレーザーを照射する距離計である二次元距離計を用いて物体を検知する場合と同様の処理である。したがって、ステップS1〜ステップS3の処理をステップS4の処理の前に行うことで、二次元距離計を用いた物体検知と同様の処理によって、三次元距離計31を用いた物体検知を行うことができる。   The process of step S4 is the same process as when an object is detected using a two-dimensional rangefinder that is a rangefinder that emits laser while changing the irradiation angle in the horizontal direction. Therefore, by performing the processing of step S1 to step S3 before the processing of step S4, the object detection using the three-dimensional distance meter 31 can be performed by the same processing as the object detection using the two-dimensional distance meter. it can.

制御装置32は、検知した物体に応じて、追尾対象Tの登録、及び、駆動機構23の制御を行う。
追尾対象Tの登録は、追尾対象Tが三次元距離計31の正面に位置する状態で、車両20に設けられた操作部や外部機器を操作して、制御装置32を登録モードにすることで行われる。制御装置32は、三次元距離計31の正面に位置している物体を追尾対象Tとして登録する。登録される情報は、追尾対象Tの水平方向の寸法である。制御装置32は、追尾対象Tを追尾する際には、登録された追尾対象Tの情報に適合する物体を追尾する。
The control device 32 registers the tracking target T and controls the drive mechanism 23 according to the detected object.
The tracking target T is registered by setting the control device 32 to the registration mode by operating an operation unit or an external device provided in the vehicle 20 in a state where the tracking target T is located in front of the three-dimensional distance meter 31. Done. The control device 32 registers an object located in front of the three-dimensional distance meter 31 as the tracking target T. The registered information is the horizontal dimension of the tracking target T. When tracking the tracking target T, the control device 32 tracks an object that matches the information of the registered tracking target T.

制御装置32は、物体と車両20との接触を回避するため、物体と車両20の距離が予め定められた所定距離よりも短くならないように駆動機構23の制御を行う。即ち、制御装置32は、点群が検出されていない位置を移動経路として移動する。   In order to avoid contact between the object and the vehicle 20, the control device 32 controls the drive mechanism 23 so that the distance between the object and the vehicle 20 is not shorter than a predetermined distance. That is, the control device 32 moves using a position where no point cloud is detected as a movement path.

本実施形態の作用について説明する。
図6に示すように、追尾対象Tが、水平方向に並んだ2つの棚40の間を通過する場合を想定する。各棚40の棚板42には、それぞれ、複数の荷が配置されている。一方の棚40には、荷W3,W4,W5が配置されており、他方の棚40には荷W6,W7が配置されている。
The operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 6, it is assumed that the tracking target T passes between two shelves 40 arranged in the horizontal direction. A plurality of loads are arranged on the shelf plate 42 of each shelf 40. On one shelf 40, loads W3, W4, W5 are arranged, and on the other shelf 40, loads W6, W7 are arranged.

まず、二次元距離計31Aを用いて物体を検知する自律移動体10Aについて説明する。なお、自律移動体10Aは、三次元距離計31に代えて二次元距離計31Aを用いている以外は、実施形態の自律移動体10と同様の構成である。二次元距離計31Aを用いる場合、制御装置32は、測定点Pについて、水平方向の座標、即ち、X座標、及び、Y座標を得ることができる。   First, the autonomous mobile body 10A that detects an object using the two-dimensional distance meter 31A will be described. In addition, 10 A of autonomous mobile bodies are the structures similar to the autonomous mobile body 10 of embodiment except having replaced with the three-dimensional distance meter 31 and using the two-dimensional distance meter 31A. When using the two-dimensional distance meter 31A, the control device 32 can obtain the horizontal coordinate, that is, the X coordinate and the Y coordinate, for the measurement point P.

二次元距離計31Aを用いる場合、二次元距離計31Aから照射されるレーザーが物体に当たるか否かは、レーザーの取付位置に依存している。図6に示す例では、追尾対象T、一部の荷W3,W5,W6,W7、及び、一部の支柱41にレーザーが当たるが、棚板42にはレーザーが当たらない。また、レーザーの照射される高さよりも高さの低い荷W4には、レーザーが当たらない。すると、荷W3〜W7同士の間や、荷W3〜W7と支柱41との間には測定点Pが存在せず、この領域には物体が存在しないと判定される。   When the two-dimensional distance meter 31A is used, whether or not the laser irradiated from the two-dimensional distance meter 31A hits an object depends on the laser mounting position. In the example shown in FIG. 6, the laser strikes the tracking target T, some loads W3, W5, W6, W7, and some struts 41, but the shelf plate 42 does not strike the laser. Further, the laser does not hit the load W4 whose height is lower than the height irradiated with the laser. Then, the measurement point P does not exist between the loads W3 to W7 or between the loads W3 to W7 and the support column 41, and it is determined that no object exists in this region.

二次元距離計31Aの取付位置、即ち、二次元距離計31Aの高さと棚板42との高さの差により、棚板42にはレーザーが当たらない。また、棚板42のように鉛直方向の寸法が短い物体の場合、二次元距離計31Aから照射されるレーザーを照射可能な有効面積が少なく、検出が行われにくい。棚板42が検出されない場合、制御装置32は、棚板42に向けて車両20を移動可能であると判断する。例えば、図6に一点鎖線で示す位置Sには、測定点Pが存在しないため、位置Sに向けた車両20の移動が可能であると制御装置32は判断する。制御装置32は、物体を回避するために車両20を位置Sに移動させるおそれがあり、棚板42と車両20とが接触する原因となる。   Due to the difference between the mounting position of the two-dimensional distance meter 31A, that is, the height of the two-dimensional distance meter 31A and the height of the shelf plate 42, the shelf plate 42 does not hit the laser. Further, in the case of an object having a short vertical dimension such as the shelf plate 42, the effective area that can be irradiated with the laser irradiated from the two-dimensional distance meter 31A is small, and detection is difficult. When the shelf plate 42 is not detected, the control device 32 determines that the vehicle 20 can be moved toward the shelf plate 42. For example, since the measurement point P does not exist at the position S indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 6, the control device 32 determines that the vehicle 20 can move toward the position S. The control device 32 may move the vehicle 20 to the position S in order to avoid an object, which causes the shelf board 42 and the vehicle 20 to come into contact with each other.

本実施形態では、三次元距離計31を用いているため、鉛直方向への照射角度を変更しながらレーザーが照射されることになる。基準位置〜所定位置の範囲であれば、いずれの位置に棚板42が存在したとしても、棚板42にはレーザーが当たることになる。車両20の移動方向は、水平方向なので、物体の水平方向への大きさを把握できれば、車両20と物体との接触を回避することができる。即ち、車両20の移動方向は水平方向なので、物体の鉛直方向への大きさを把握できなかったとしても、車両20と物体との接触を回避することができる。   In the present embodiment, since the three-dimensional distance meter 31 is used, the laser is irradiated while changing the irradiation angle in the vertical direction. As long as the shelf plate 42 exists in any position within the range from the reference position to the predetermined position, the shelf plate 42 is irradiated with the laser. Since the moving direction of the vehicle 20 is the horizontal direction, the contact between the vehicle 20 and the object can be avoided if the size of the object in the horizontal direction can be grasped. That is, since the moving direction of the vehicle 20 is horizontal, contact between the vehicle 20 and the object can be avoided even if the size of the object in the vertical direction cannot be grasped.

図7に示すように、三次元距離計31を用いて、本実施形態の処理を行うことで、棚板42に照射された測定点Pを示す有効二次元データから、棚板42を物体として検知することができる。なお、棚40に限られず、鉛直方向の位置によって形状が変化する物体、一部がレーザー光を透過する窓となっている壁などであっても物体として検知することができる。   As shown in FIG. 7, by performing the processing of the present embodiment using a three-dimensional distance meter 31, the shelf plate 42 is used as an object from the effective two-dimensional data indicating the measurement point P irradiated on the shelf plate 42. Can be detected. Note that the object is not limited to the shelf 40 and can be detected as an object even if it is an object whose shape changes depending on the position in the vertical direction, or a wall that is partly a window that transmits laser light.

本実施形態の効果について説明する。
(1)制御装置32は、三次元データを二次元データに変換して、変換した二次元データから物体を検知している。三次元データから物体を検知する場合に比べて、制御装置32の負荷が低減されている。更に、三次元距離計31を用いることで、鉛直方向への照射角度を変更しながらレーザーが照射されることになる。棚40のように鉛直方向の位置によって形状が異なり、二次元距離計では検知できないおそれのある物体であっても、検知することが可能となる。即ち、三次元距離計31による三次元に亘る物体検知と、制御装置32の負荷の低減を両立することができる。
The effect of this embodiment will be described.
(1) The control device 32 converts three-dimensional data into two-dimensional data, and detects an object from the converted two-dimensional data. Compared to the case of detecting an object from three-dimensional data, the load on the control device 32 is reduced. Furthermore, by using the three-dimensional distance meter 31, the laser is irradiated while changing the irradiation angle in the vertical direction. It is possible to detect an object such as the shelf 40 whose shape varies depending on the position in the vertical direction and which may not be detected by the two-dimensional distance meter. In other words, it is possible to achieve both the three-dimensional object detection by the three-dimensional distance meter 31 and the reduction of the load on the control device 32.

(2)二次元データから有効二次元データを選択している。物体を検知するために用いる二次元データの数が少なくなり、制御装置32の負荷を更に低減させることができる。
(3)車両20などの移動体に搭載される物体検知装置30は、移動に伴い周辺環境が変化する。車両20の移動経路などを定めるためには、周辺環境を逸早く認識する必要があり、物体の検知速度を速やめることが求められている。本実施形態の物体検知装置30では、制御装置32の負荷が軽減されているため、三次元データを用いて物体の検知を行う場合に比べて、制御装置32の処理速度が低下しにくく、物体の検知速度が低下しにくい。物体検知装置30を本実施形態のように構成することで、移動体に搭載される物体検知装置30に求められる要求を満たしやすい。
(2) Effective 2D data is selected from 2D data. The number of two-dimensional data used to detect the object is reduced, and the load on the control device 32 can be further reduced.
(3) The surrounding environment of the object detection device 30 mounted on a moving body such as the vehicle 20 changes with movement. In order to determine the moving route of the vehicle 20, it is necessary to quickly recognize the surrounding environment, and it is required to increase the object detection speed. In the object detection device 30 of this embodiment, since the load on the control device 32 is reduced, the processing speed of the control device 32 is less likely to decrease compared to the case of detecting an object using three-dimensional data. The detection speed is difficult to decrease. By configuring the object detection device 30 as in the present embodiment, it is easy to satisfy the requirements for the object detection device 30 mounted on the moving body.

(4)カメラを用いることなく、三次元に亘って物体を検知することができるため、製造コストの低減が図られる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(4) Since an object can be detected in three dimensions without using a camera, the manufacturing cost can be reduced.
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

○制御装置32は、水平方向に対する照射角度が同一角度である二次元データから有効二次元データを選択しないでもよい。この場合、棚板42に載置された荷や、棚板42より更に奥に配置された物体を検知することができる。   The control device 32 may not select effective two-dimensional data from two-dimensional data in which the irradiation angle with respect to the horizontal direction is the same angle. In this case, it is possible to detect a load placed on the shelf plate 42 or an object placed further behind the shelf plate 42.

○基準軸Bと、水平方向とがずれた状態で三次元距離計31が取り付けられている場合、制御装置32は、XY平面と水平面とが一致するように座標変換を行ってもよい。
○物体検知装置30は、二足歩行ロボットなど、車輪22により移動するもの以外の移動体に搭載されていてもよい。また、移動体としては、自律移動するものに限られず、搭乗者の操作により移動する車両などでもよい。
O When the three-dimensional distance meter 31 is attached in a state where the reference axis B and the horizontal direction are deviated, the control device 32 may perform coordinate conversion so that the XY plane and the horizontal plane coincide.
The object detection device 30 may be mounted on a moving body other than the one that moves by the wheels 22 such as a biped walking robot. Further, the moving body is not limited to one that moves autonomously, and may be a vehicle that moves by the operation of a passenger.

○荷の搬送を行わない車両に物体検知装置30を搭載する場合、所定位置は、車両の高さに応じて定められていてもよい。即ち、所定位置とは、物体検知装置30が搭載される対象に応じて異なる。   When the object detection device 30 is mounted on a vehicle that does not carry a load, the predetermined position may be determined according to the height of the vehicle. That is, the predetermined position differs depending on the target on which the object detection device 30 is mounted.

○基準位置は、車両20が走行する路面の高さよりも高い位置であってもよい。車両20は、路面に存在する段差を乗り越え可能である。基準位置は、車両20が乗り越え可能な段差の高さを考慮した上で、車両20が乗り越え可能な段差よりも高い位置としてもよい。   The reference position may be a position that is higher than the height of the road surface on which the vehicle 20 travels. The vehicle 20 can get over a step existing on the road surface. The reference position may be a position higher than the step that the vehicle 20 can get over in consideration of the height of the step that the vehicle 20 can get over.

10…自律移動体、30…物体検知装置、31…三次元距離計、32…制御装置(変換部、及び、検知部)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Autonomous moving body, 30 ... Object detection apparatus, 31 ... Three-dimensional distance meter, 32 ... Control apparatus (conversion part and detection part).

Claims (2)

物体検知装置を備える自律移動体であって、
前記物体検知装置は、
水平方向の一方向をX軸、水平方向のうち前記X軸に直交する方向をY軸、鉛直方向をZ軸とする三軸直交座標系において、レーザーが照射された測定点の座標である三次元データを取得する三次元距離計と、
前記三次元データのうち、Z座標が基準位置から所定位置までの範囲となる三次元データを有効データとして選択して、前記有効データをX座標及びY座標のデータである二次元データに変換する変換部と、
前記二次元データから物体を検知する検知部と、を備える自律移動体。
An autonomous mobile body equipped with an object detection device,
The object detection device includes:
In a three-axis orthogonal coordinate system in which one direction in the horizontal direction is the X axis, the direction perpendicular to the X axis in the horizontal direction is the Y axis, and the vertical direction is the Z axis, the third order is the coordinate of the measurement point irradiated with the laser A three-dimensional distance meter to acquire the original data;
Among the three-dimensional data, three-dimensional data in which the Z coordinate is in a range from a reference position to a predetermined position is selected as effective data, and the effective data is converted into two-dimensional data that is X-coordinate and Y-coordinate data. A conversion unit;
An autonomous mobile body comprising: a detection unit that detects an object from the two-dimensional data.
前記検知部は、水平方向に対する前記レーザーの照射角度が同一角度である前記二次元データのうち、前記三次元距離計に最も近い前記二次元データから物体を検知する請求項1に記載の自律移動体。   2. The autonomous movement according to claim 1, wherein the detection unit detects an object from the two-dimensional data closest to the three-dimensional distance meter among the two-dimensional data in which an irradiation angle of the laser with respect to a horizontal direction is the same angle. body.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014056506A (en) * 2012-09-13 2014-03-27 Toyota Central R&D Labs Inc Obstacle detection device, and moving body with the same

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