JP2023050653A - センサ装置、制御装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】物体の形状を正確に検出する。【解決手段】第１物体ＯＡ１の第３方向Ｚに垂直な方向の周りの縁の内側近傍に生成されるフットプリントＰの大きさは、第１物体ＯＡ１の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心及びその周辺に生成されるフットプリントＰの大きさより小さくなっている。第２物体ＯＡ２の第３方向Ｚの垂直な方向の周りの縁の内側近傍に生成されるフットプリントＰの大きさは、第２物体ＯＡ２の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心及びその周辺に生成されるフットプリントＰの大きさより小さくなっている。【選択図】図２

Description

本発明は、センサ装置、制御装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体に関する。

近年、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等のセンサ装置が開発されている。例えば、センサ装置は、発光素子と、可動反射部と、を有している。発光素子は、例えば、パルスレーザを出射するするレーザダイオード（ＬＤ）である。可動反射部は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、ガルバノミラー、ポリゴンミラー等である。発光素子から出射されたビームは、可動反射部によってセンサ装置の視野内の複数の射出方向に向けて反射される。可動反射部によって反射されたビームは、所定の拡がり角を有した状態で、センサ装置の外部に存在する物体に照射される。当該物体のうちビームが照射された領域には、フットプリントが生成される。当該物体に照射されたビームは、当該物体に反射され、又は散乱される。センサ装置は、光検出素子を有している。光検出素子は、例えば、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）である。光検出素子は、当該物体に反射され又は散乱されたビームを検出する。センサ装置は、光検出素子によって検出されたビームによって生成される信号を用いて点群データを生成する。

特許文献１及び２には、センサ装置の一例について記載されている。これらのセンサ装置は、センサ装置によって照射されるビームの拡がり角を制御している。

特許文献３には、センサ装置の一例について記載されている。このセンサ装置は、センサ装置によって照射されるビームによって生成されるフットプリントの大きさを制御している。

特許文献４及び５には、センサ装置の一例について記載されている。このセンサ装置は、センサ装置の視野の大きさを制御している。

特開平９－１７８８５３号公報 特開平９－１１３６２２号公報 特開２０１９－９５３５３号公報 特開２０１６－１３６０９０号公報 特開２００８－２８６５６５号公報

センサ部からビームの照射位置までの距離の変化率が比較的大きい領域に、センサ部からのビームが照射されることがある。例えば、物体の縁にビームが照射される場合、ビームが物体に照射されるか、又は物体の背後の領域に照射されるかによって、センサ部からビームの照射位置までの距離が比較的大きな変化率で変化する。この例において、１つのビームが物体と当該物体の背後の領域との双方に照射された場合、物体を正確に検出することができないことがある。また、物体の曲面にビームが照射される場合、物体の曲面のどの位置にビームが照射されるかによって、センサ部からビームの照射位置までの距離の変化率が変動する。この例において、１つのビームが物体の曲面のうち上記変化率が比較的大きい部分に照射された場合、物体の曲面の形状を正確に検出することができないことがある。

本発明が解決しようとする課題としては、物体の形状を正確に検出することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、
センサ部と、
前記センサ部から照射されるビームの拡がり角を制御する制御部と、
を備え、
前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射される前記ビームの拡がり角が、前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の前記変化率が前記所定値未満である領域に照射される前記ビームの拡がり角より小さい、センサ装置である。

請求項７に記載の発明は、
センサ部から照射されるビームの拡がり角を制御する制御部を備え、
前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射される前記ビームの拡がり角が、前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の前記変化率が前記所定値未満である領域に照射される前記ビームの拡がり角より小さい、制御装置である。

請求項８に記載の発明は、
制御装置が、
センサ部から照射されるビームの拡がり角を制御し、
前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射される前記ビームの拡がり角が、前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の前記変化率が前記所定値未満である領域に照射される前記ビームの拡がり角より小さい、制御方法である。

請求項９に記載の発明は、
制御装置に、
センサ部から照射されるビームの拡がり角を制御する機能を持たせ、
前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射される前記ビームの拡がり角が、前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の前記変化率が前記所定値未満である領域に照射される前記ビームの拡がり角より小さい、プログラムである。

請求項１０に記載の発明は、
前記プログラムを記憶した記憶媒体である。

実施形態に係るセンサ装置の構成を示す図である。 制御部の動作の第１例を説明するための図である。 制御部の動作の第１例を説明するための図である。 制御部の動作の第２例を説明するための図である。 制御部の動作の第２例を説明するための図である。 制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施例１に係るセンサ装置の構成を示す図である。 第２センサ部によって取得されたセンシング情報に応じて、制御部がフットプリントの大きさを制御する方法の一例を説明するための図である。 第２センサ部によって取得されたセンシング情報に応じて、制御部がフットプリントの大きさを制御する方法の一例を説明するための図である。 実施例２に係るセンサ装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態及び実施例について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、実施形態に係るセンサ装置１０の構成を示す図である。

センサ装置１０は、第１センサ部１００及び制御部２００を備えている。

本実施形態において、第１センサ部１００は、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）である。

第１センサ部１００は、第１センサ部１００の視野内の複数の所定の射出方向の各々に向けてビームＢを照射する。例えば、第１センサ部１００は、発光素子と、可動反射部と、を有している。発光素子は、例えば、パルスレーザを出射するレーザダイオード（ＬＤ）である。可動反射部は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、ガルバノミラー、ポリゴンミラー等である。発光素子から出射されたビームは、可動反射部によって複数の射出方向に向けて反射される。或いは、第１センサ部１００は、発光素子と、発光素子を移動させる駆動部と、を有していてもよい。この例において、発光素子からのビームＢの射出方向は、駆動部によって発光素子が移動することで可変となっている。

第１センサ部１００によって照射されたビームＢは、所定の拡がり角θを有した状態で、センサ装置１０の外部に存在する物体に照射される。当該物体のうちビームが照射された領域には、フットプリントが生成される。フットプリントの大きさは、第１センサ部１００から当該物体までの距離が長くなるほど大きくなる。

第１センサ部１００によって照射されたビームＢは、センサ装置１０の外部に存在する物体によって反射され、又は散乱される。第１センサ部１００は、光検出素子を有している。光検出素子は、例えば、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）である。当該物体によって反射され又は散乱された光は、光検出素子によって検出される。

制御部２００は、ビームＢの拡がり角θを制御している。ビームＢが物体に照射される場合、拡がり角θが大きくなるほど、当該物体に生成されるフットプリントの大きさが大きくなる。また、拡がり角θが小さくなるほど、当該物体に生成されるフットプリントの大きさが小さくなる。拡がり角θは、例えば、ビームＢが通過するズームレンズ等の光学素子によって制御されている。

図２及び図３は、制御部２００の動作の第１例を説明するための図である。

図２及び図３において、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ又は第３方向Ｚを示す矢印は、当該矢印の基端から先端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の正方向であり、当該矢印の先端から基端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の負方向であることを示している。図２において、第３方向Ｚを示すＸ付き白丸は、紙面の手前から奥に向かう方向が第３方向Ｚの正方向であり、紙面の奥から手前に向かう方向が第３方向Ｚの負方向であることを示している。図３において、第２方向Ｙを示す黒点付き白丸は、紙面の奥から手前に向かう方向が第２方向Ｙの正方向であり、紙面の手前から奥に向かう方向が第２方向Ｙの負方向であることを示している。

第１方向Ｘは、鉛直方向に垂直な水平方向に平行な一方向である。第２方向Ｙは、鉛直方向に平行な方向である。第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの双方に直交していて水平方向に平行な一方向である。

図２及び図３では、第１センサ部１００の第３方向Ｚの正方向側に第１物体ＯＡ１及び第２物体ＯＡ２が存在している。図４に示すように、第２物体ＯＡ２は、第１物体ＯＡ１よりも、第１センサ部１００から第３方向Ｚの正方向に向けて離れている。図３及び図４に示すように、第１物体ＯＡ１の一部分と第２物体ＯＡ２の一部分とが第３方向Ｚに重なっている。図４に示すように、第１物体ＯＡ１の第３方向Ｚの負方向側の面は、第３方向Ｚに垂直な平坦面となっている。第２物体ＯＡ２の第３方向Ｚの負方向側の面は、第３方向Ｚに垂直な平坦面となっている。

図２に示すように、第１センサ部１００が位置する側から見て、第１物体ＯＡ１は、第１縁ＥＡ１を有している。第１センサ部１００が位置する側から見て、第１縁ＥＡ１は、四角形形状となっている。第１センサ部１００が位置する側から見て、第２物体ＯＡ２のうち第３方向Ｚに第１物体ＯＡ１と重ならない部分は、第２縁ＥＡ２を有している。

図２において、実線で示される複数のフットプリントＰ及び破線で示される複数のフットプリントＰは、所定の１フレームにおいて第１センサ部１００から照射される複数のビームＢよって生成されるフットプリントである。図２において、実線で示されるフットプリントＰは、第１物体ＯＡ１又は第２物体ＯＡ２に生成されたフットプリントＰを示している。図２において、破線で示されるフットプリントＰは、第３方向Ｚに垂直な方向に第２物体ＯＡ２を通過する仮想平面に生成されるフットプリントＰを仮想的に示している。第１物体ＯＡ１と第２物体ＯＡ２との第３方向Ｚの間の距離は比較的小さくなっている。このため、第１物体ＯＡ１に照射されるビームＢの拡がり角θと、第２物体ＯＡ２に照射されるビームＢの拡がり角θと、が等しい場合、第１物体ＯＡ１に生成されるフットプリントＰの大きさと、第２物体ＯＡ２に生成されるフットプリントＰの大きさと、はほとんど等しくなっている。

図２において、第１物体ＯＡ１には、第１方向Ｘに５列かつ第２方向Ｙに５行の２５個のフットプリントＰが生成されている。第２物体ＯＡ２には、第１方向Ｘに２列かつ第２方向Ｙに５行の１０個のフットプリントＰが生成されている。図３において、第１物体ＯＡ１の第３方向Ｚの負方向側の面に生成された５つのフットプリントＰは、図２において第１物体ＯＡ１に生成された２５個のフットプリントＰのうち第２方向Ｙの中心の行に生成されたフットプリントＰを示している。図３において、第２物体ＯＡ２の第３方向Ｚの負方向側の面に生成された２つのフットプリントＰは、図２において第２物体ＯＡ２に生成された１０個のフットプリントＰのうち第２方向Ｙの中心の行に生成されたフットプリントＰを示している。

図２及び図３に示す第１例において、第１センサ部１００からビームＢの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射されるビームＢの拡がり角θは、第１センサ部１００からビームＢの照射位置までの距離の変化率が当該所定値未満である領域に照射されるビームＢの拡がり角θより小さくなっている。

以下、必要に応じて、第１物体ＯＡ１のうち図２の第１物体ＯＡ１に付された一点鎖線で囲まれた領域を中央領域αという。中央領域αは、第１物体ＯＡ１の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心及びその周辺に位置する領域である。また、必要に応じて、第１物体ＯＡ１のうち中央領域αの外側に位置する領域を周辺領域βという。周辺領域βは、第１物体ＯＡ１のうち第１縁ＥＡ１の内側近傍に位置する領域である。

以下、必要に応じて、第２物体ＯＡ２のうち、図２の第２物体ＯＡ２に付された一点鎖線と、第１縁ＥＡ１のうち第１方向Ｘの正方向側の縁と、で囲まれた領域を部分中央領域γという。部分中央領域γは、第２物体ＯＡ２の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心及びその周辺の領域のうち第３方向Ｚに第１物体ＯＡ１と重ならない部分である。また、必要に応じて、第２物体ＯＡ２のうち、部分中央領域γの外側に位置して第３方向Ｚに第１物体ＯＡ１と重ならない領域を部分周辺領域δという。部分周辺領域δは、第２物体ＯＡ２のうち第２縁ＥＡ２の内側近傍に位置する領域である。

図２に示すように、周辺領域βに生成されるフットプリントＰの大きさは、中央領域αに生成されるフットプリントＰの大きさより小さくなっている。中央領域αにおける第１センサ部１００からビームＢの照射位置までの距離は、ビームＢの照射位置によらずほとんど一定となっている。これに対して、周辺領域βにおける第１センサ部１００からビームＢの照射位置までの距離は、ビームＢが第１物体ＯＡ１に照射されるか又は第１物体ＯＡ１の背後の領域に照射されるかによって、ビームＢが中央領域αに照射される場合と比較して大きく変化する。すなわち、中央領域αにおける第１センサ部１００からビームＢの照射位置までの距離の変化率は所定値未満となっており、周辺領域βにおける第１センサ部１００からビームＢの照射位置までの距離の変化率は所定値以上となっている。

図２及び図３においては、制御部２００の制御前のフットプリントＰの大きさは、図２における中央領域αに生成されるフットプリントＰの大きさと等しくなっている。したがって、制御部２００は、周辺領域βに生成されるフットプリントＰの大きさを、制御部２００の制御前の当該フットプリントＰの大きさより小さくすることで、周辺領域βに生成されるフットプリントＰの大きさを、中央領域αに生成されるフットプリントＰの大きさより小さくしている。しかしながら、制御部２００の制御前のフットプリントＰの大きさは、図２における周辺領域βに生成されるフットプリントＰの大きさと等しくなっていてもよい。この場合、制御部２００は、中央領域αに生成されるフットプリントＰの大きさを、制御部２００の制御前の当該フットプリントＰの大きさより大きくしてもよい。

また、図２に示すように、部分周辺領域δに生成されるフットプリントＰの大きさは、部分中央領域γに生成されるフットプリントＰの大きさより小さくなっている。

本実施形態によれば、周辺領域βに生成されるフットプリントＰの大きさが図２及び図３における当該大きさより大きい場合と比較して、第１物体ＯＡ１及び第２物体ＯＡ２の形状を正確に検出することができる。具体的には、周辺領域βのうち第１方向Ｘの正方向側の部分に生成されるフットプリントＰの大きさが図２及び図３における当該大きさより大きい場合、周辺領域βのうち第１方向Ｘの正方向側の部分に照射されるビームＢが第１物体ＯＡ１及び第２物体ＯＡ２の双方に照射されることがある。この場合、第１センサ部１００には、ビームＢのうち第１物体ＯＡ１に照射された部分に起因する信号と、ビームＢのうち第２物体ＯＡ２に照射された部分に起因する信号と、の双方が発生し得る。したがって、第１センサ部１００は、これらの２つの信号の平均化された信号に基づいて、第３方向Ｚにおける第１物体ＯＡ１と第２物体ＯＡ２との間の領域を誤って検出し得る。これに対して、本実施形態によれば、周辺領域βのうち第１方向Ｘの正方向側に照射される各ビームＢが第１物体ＯＡ１及び第２物体ＯＡ２の双方に照射されにくくし、第１物体ＯＡ１のみに照射されやすくすることができる。したがって、周辺領域βのうち第１方向Ｘの正方向側に生成されるフットプリントＰの大きさが図２及び図３における当該大きさより大きい場合と比較して、第１物体ＯＡ１及び第２物体ＯＡ２の形状を正確に検出することができる。

また、本実施形態によれば、中央領域αに生成されるフットプリントＰの大きさが図２及び図３における当該大きさより小さい場合と比較して、第１センサ部１００の視野のうちビームＢが照射されない領域を小さくすることができる。したがって、中央領域αに生成されるフットプリントＰの大きさが図２及び図３における当該大きさより小さい場合と比較して、第１センサ部１００の視野の範囲に存在する物体にビームＢが照射されなくなる可能性を低くすることができる。

図４及び図５は、制御部２００の動作の第２例を説明するための図である。

図４及び図５では、第１センサ部１００の第３方向Ｚの正方向側に物体ＯＢが存在している。図４及び図５に示すように、物体ＯＢは球形状となっている。これによって、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の面は、第３方向Ｚの負方向側に向けて凸な曲面となっている。

図４において、実線で示される複数のフットプリントＰ及び破線で示される複数のフットプリントＰは、所定の１フレームにおいて第１センサ部１００から照射される複数のビームＢよって生成されるフットプリントである。図４において、実線で示されるフットプリントＰは、物体ＯＢに生成されたフットプリントＰを示している。図４において、破線で示されるフットプリントＰは、図５に示す所定の仮想平面ＩＰに生成されるフットプリントＰを仮想的に示している。図５に示すように、仮想平面ＩＰは、Ｘ－Ｙ平面に平行な方向に物体ＯＢの第３方向Ｚの中心を通過している。Ｘ－Ｙ平面とは、第３方向Ｚに垂直な平面である。

図４において、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面には、物体ＯＢの第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心からその物体ＯＢの第３方向Ｚに垂直な方向の周りの縁にかけて２１個のフットプリントＰが生成されている。２１個のフットプリントＰは、１個の第１フットプリントＰ１、８個の第２フットプリントＰ２及び１２個の第３フットプリントＰ３を含んでいる。１個の第１フットプリントＰ１は、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面のうち第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心に生成されている。８個の第２フットプリントＰ２は、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面のうち第１フットプリントＰ１に隣接して第１フットプリントＰ１を第３方向Ｚに垂直な方向に囲む領域に生成されている。第３フットプリントＰ３は、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面のうち８個の第２フットプリントＰ２に隣接して８個の第２フットプリントＰ２を第３方向Ｚに垂直な方向に囲む領域に生成されている。図５において、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面に生成された５つのフットプリントＰは、図４において物体ＯＢに生成された２１個のフットプリントＰのうち第２方向Ｙの中心の行に生成された５つのフットプリントＰを示している。

図４及び図５に示す第２例において、第１センサ部１００からビームＢの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射されるビームＢの拡がり角θは、第１センサ部１００からビームＢの照射位置までの距離の変化率が当該所定値未満である領域に照射されるビームＢの拡がり角θより小さくなっている。さらに、図４及び図５に示す例において、上記変化率が大きいほど拡がり角θが小さくなっている。

具体的には、図４に示すように、各第２フットプリントＰ２の大きさは、第１フットプリントＰ１の大きさより小さくなっている。また、各第３フットプリントＰ３の大きさは、各第２フットプリントＰ２の大きさより小さくなっている。図５に示すように、第１センサ部１００から物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面のうちビームＢの照射位置までの距離は、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心から離れるにつれて大きくなっている。また、第１センサ部１００から物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面のうちビームＢの照射位置までの距離の変化率は、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心から離れるにつれて大きくなっている。具体的には、第２フットプリントＰ２が生成される領域における当該変化率は、第１フットプリントＰ１が生成される領域における当該変化率より大きくなっている。また、第３フットプリントＰ３が生成される領域における当該変化率は、第２フットプリントＰ２が生成される領域における当該変化率より大きくなっている。

本実施形態によれば、第２フットプリントＰ２の大きさが本実施形態における当該大きさより大きい場合と比較して、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面の形状を正確に検出することができる。具体的には、上記変化率が存在する領域に生成されるフットプリントＰによって検出される距離は、上記変化率に応じて平均化され得る。したがって、上記変化率が存在する領域に生成されるフットプリントＰの大きさは、上記変化率が大きいほど小さいことが好ましい。本実施形態においては、第２フットプリントＰ２の大きさが本実施形態における当該大きさより大きい場合と比較して、第２フットプリントＰ２によって検出される距離を平均化されにくくすることができる。

同様にして、本実施形態によれば、第３フットプリントＰ３の大きさが本実施形態における当該大きさより大きい場合と比較して、物体ＯＢの第３方向Ｚの負方向側の曲面の形状を正確に検出することができる。

また、本実施形態によれば、第１フットプリントＰ１の大きさが本実施形態に係る当該大きさより小さい場合と比較して、第１センサ部１００の視野のうちビームＢが照射されない領域を小さくすることができる。

同様にして、本実施形態によれば、第２フットプリントＰ２の大きさが本実施形態に係る当該大きさより小さい場合と比較して、第１センサ部１００の視野のうちビームＢが照射さない領域を小さくすることができる。

図４及び図５においては、制御部２００の制御前のフットプリントＰの大きさは、図４及び図５における第１フットプリントＰ１の大きさと等しくなっている。したがって、制御部２００は、第２フットプリントＰ２及び第３フットプリントＰ３の大きさを制御部２００の制御前のフットプリントＰの大きさより小さくすることで、第２フットプリントＰ２及び第３フットプリントＰ３の大きさを第１フットプリントＰ１の大きさより小さくしている。しかしながら、制御部２００の制御前のフットプリントＰの大きさと、制御部２００の制御後のフットプリントＰの大きさと、の関係はこの例に限定されない。例えば、制御部２００の制御前のフットプリントＰの大きさは、図４及び図５における第２フットプリントＰ２の大きさと等しくなっていてもよい。この場合、制御部２００は、第１フットプリントＰ１の大きさを制御部２００の制御前のフットプリントＰの大きさより大きくし、第３フットプリントＰ３の大きさを制御部２００の制御前のフットプリントＰの大きさより小さくする。

図４及び図５に示す第２例では、物体ＯＢが球形状である場合を説明した。しかしながら、図４及び図５において説明した事項は、物体ＯＢが球形状と異なる曲面を有する場合にも適用可能である。例えば、物体ＯＢは、第３方向Ｚの負方向側に向けて凸な曲面を有する円柱であってもよい。また、物体ＯＢは、第３方向Ｚに振幅を有する湾曲した波面であってもよい。

図６は、制御部２００のハードウェア構成の一例を示す図である。

制御部２００の主な構成は、集積回路を用いて実現される。この集積回路は、制御部２００を備える制御装置となっている。この集積回路は、バス２０２、プロセッサ２０４、メモリ２０６、ストレージデバイス２０８、入出力インタフェース２１０及びネットワークインタフェース２１２を有する。

バス２０２は、プロセッサ２０４、メモリ２０６、ストレージデバイス２０８、入出力インタフェース２１０及びネットワークインタフェース２１２が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ２０４等を互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。

プロセッサ２０４は、マイクロプロセッサ等を用いて実現される演算処理装置である。

メモリ２０６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いて実現されるメモリである。

ストレージデバイス２０８は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等を用いて実現されるストレージデバイスである。

入出力インタフェース２１０は、制御部２００を周辺デバイスと接続するためのインタフェースである。図６において、入出力インタフェース２１０には第１センサ部１００が接続されている。

ネットワークインタフェース２１２は、制御部２００を通信網に接続するためのインタフェースである。ネットワークインタフェース２１２が通信網に接続する方法は、無線接続であってもよいし、有線接続であってもよい。

ストレージデバイス２０８は、制御部２００の各機能要素を実現するためのプログラムモジュールを記憶している。プロセッサ２０４は、このプログラムモジュールをメモリ２０６に読み出して実行することで、制御部２００の各機能を実現する。

なお、上記した集積回路のハードウェア構成は図６に示した構成に限定されない。例えば、プログラムモジュールはメモリ２０６に格納されてもよい。この場合、集積回路は、ストレージデバイス２０８を備えていなくてもよい。

図７は、実施例１に係るセンサ装置１０Ａの構成を示す図である。実施例１に係るセンサ装置１０Ａは、以下の点を除いて、実施形態に係るセンサ装置１０と同様である。

実施例１に係るセンサ装置１０Ａは、第２センサ部３１０を備えている。

第２センサ部３１０は、第１センサ部１００の視野の少なくとも一部分をセンシングしている。第２センサ部３１０によって、第１センサ部１００の視野の少なくとも一部分のセンシング情報が取得される。制御部２００は、第１センサ部１００の視野の少なくとも一部分のセンシング情報から、ビームＢの各照射位置の上記変化率が上記所定値以上であるか又は上記所定値未満であるかを決定している。

例えば、第２センサ部３１０は、ＲＧＢカメラである。制御部２００は、第２センサ部３１０によって取得されたセンシング情報から、第１センサ部１００の視野の少なくとも一部分のＲＧＢ画像を取得する。制御部２００は、当該ＲＧＢ画像から、ビームＢの各照射位置の上記変化率が上記所定値以上であるか又は上記所定値未満であるかを決定する。例えば、制御部２００は、当該ＲＧＢ画像に含まれる輝度を用いて、第１センサ部１００の視野に存在する物体の縁を検出する。

或いは、例えば、第２センサ部３１０は、深度カメラ、ＬｉＤＡＲ等の深度センサである。制御部２００は、第２センサ部３１０によって取得されたセンシング情報から、第１センサ部１００の視野の少なくとも一部分の深度情報を取得する。制御部２００は、当該深度情報から、ビームＢの各照射位置の上記変化率が上記所定値以上であるか又は上記所定値未満であるかを決定する。例えば、制御部２００は、当該深度情報を用いて、第１センサ部１００の視野に存在する物体の縁又は物体の曲面を検出する。

或いは、例えば、第２センサ部３１０は、ＲＧＢ－Ｄカメラである。制御部２００は、第２センサ部３１０によって取得されたセンシング情報から、第１センサ部１００の視野の少なくとも一部分のＲＧＢ画像及び深度情報を取得する。制御部２００は、当該ＲＧＢ画像及び当該深度情報から、ビームＢの各照射位置の上記変化率が上記所定値以上であるか又は上記所定値未満であるかを決定する。例えば、制御部２００は、当該ＲＧＢ画像及び当該深度情報を用いて、第１センサ部１００の視野に存在する物体の縁又は物体の曲面を検出する。

或いは、例えば、制御部２００は、第２センサ部３１０によって取得されたセンシング情報から、第１センサ部１００の視野の少なくとも一部分の画像を取得する。さらに、制御部２００は、当該画像の特徴点を抽出する。特徴点は、例えば、ＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ－Ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によって抽出される。制御部２００は、当該特徴点から、ビームＢの各照射位置の上記変化率が上記所定値以上であるか又は上記所定値未満であるかを決定する。

本実施例において、第１センサ部１００の視野の少なくとも一部分のセンシング情報は、第１センサ部１００と異なる第２センサ部３１０によって取得されている。しかしながら、第１センサ部１００の少なくとも一部分のセンシング情報は、第１センサ部１００によって取得されてもよい。すなわち、制御部２００は、第１センサ部１００のセンシングのフィードバックによって、ビームＢの各照射位置の上記変化率が上記所定値以上であるか又は上記所定値未満であるかを決定してもよい。

図８及び図９は、第２センサ部３１０によって取得されたセンシング情報に応じて、制御部２００がフットプリントＰの大きさを制御する方法の一例を説明するための図である。

図８及び図９では、人である物体Ｏが検出対象となっている。物体Ｏは、第１センサ部１００の第３方向Ｚの正方向側に位置している。第１センサ部１００及び第２センサ部３１０は、予め校正されている。これによって、第１センサ部１００からのビームＢの射出方向が、第２センサ部３１０のセンシング情報から取得される画像上の座標値に変換されている。

まず、制御部２００は、第２センサ部３１０によって取得されたセンシング情報から、第１センサ部１００の視野の少なくとも一部分の画像を取得する。

次いで、図８に示すように、制御部２００は、例えばＣａｎｎｙ ｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃｔｏｒ等のエッジ検出によって、画像内の物体Ｏの縁を検出する。図８では、物体Ｏの縁が白実線で示されている。

次いで、制御部２００は、図８において破線で示された複数の円Ｃの各々内において輝度が所定の第１閾値を超えたピクセルの数を算出する。各円Ｃの中心位置は、ビームＢの照射位置に応じて決定されている。すなわち、各円Ｃの中心位置は、第２センサ部３１０のセンシング情報から取得される画像におけるビームＢの照射位置と一致している。各円Ｃの半径は、ビームＢの拡がり角θの最大値によって決定される。第１閾値は、経験的に決定される。

次いで、制御部２００は、各円Ｃにおいて輝度が第１閾値を超えたピクセルの数が所定の第２閾値を超えたか否かを判断する。第２閾値は、ノイズの影響を抑制するため、経験的に決定される。

次いで、図９に示すように、制御部２００は、第１閾値を超えたピクセルの数が第２閾値を超えた円Ｃに照射されるビームＢの拡がり角θを、第１閾値を超えたピクセルの数が第２閾値以下である円Ｃに照射されるビームＢの拡がり角θよりも小さくする。

図１０は、実施例２に係るセンサ装置１０Ｂの構成を示す図である。実施例２に係るセンサ装置１０Ｂは、以下の点を除いて、実施形態に係るセンサ装置１０と同様である。

実施例２に係るセンサ装置１０Ｂは、予測部３２０を備えている。

予測部３２０は、第１センサ部１００の視野に存在する物体の動きを予測する。制御部２００は、予測部３２０から予測される物体の動きに応じて、拡がり角θが制御されるビームＢを決定している。

第１センサ部１００の視野に存在する物体が動いている場合、物体の縁や物体の曲面等、上記変化率が比較的大きい領域も移動することがある。すなわち、第１センサ部１００の視野に存在する物体が動いている場合、拡がり角θを制御すべきビームＢが物体の動きに応じて変化し得る。制御部２００には、拡がり角θの決定等の処理によってレイテンシが発生することがある。本実施例によれば、制御部２００にレイテンシが発生する間に第１センサ部１００の視野内に存在する物体が動いたとしても、制御部２００は、当該物体の動きに応じて、拡がり角θが制御されるビームＢを決定することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１０ センサ装置
１０Ａ センサ装置
１０Ｂ センサ装置
１００ 第１センサ部
２００ 制御部
２０２ バス
２０４ プロセッサ
２０６ メモリ
２０８ ストレージデバイス
２１０ 入出力インタフェース
２１２ ネットワークインタフェース
３１０ 第２センサ部
３２０ 予測部
Ｂ ビーム
Ｃ 円
ＥＡ１ 第１縁
ＥＡ２ 第２縁
ＩＰ 仮想平面
Ｏ 物体
ＯＡ１ 第１物体
ＯＡ２ 第２物体
ＯＢ 物体
Ｐ フットプリント
Ｐ１ 第１フットプリント
Ｐ２ 第２フットプリント
Ｐ３ 第３フットプリント
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向
α 中央領域
β 周辺領域
γ 部分中央領域
δ 部分周辺領域

Claims (10)

1. センサ部と、
   前記センサ部から照射されるビームの拡がり角を制御する制御部と、
   を備え、
   前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射される前記ビームの拡がり角が、前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の前記変化率が前記所定値未満である領域に照射される前記ビームの拡がり角より小さい、センサ装置。
2. 請求項１に記載のセンサ装置において、
   前記変化率が大きいほど前記拡がり角が小さい、センサ装置。
3. 請求項１又は２に記載のセンサ装置において、
   前記制御部が、前記センサ部の視野の少なくとも一部分のセンシング情報から、前記ビームの各照射位置の前記変化率が前記所定値以上であるか又は前記所定値未満であるかを決定する、センサ装置。
4. 請求項３に記載のセンサ装置において、
   前記制御部が、前記センシング情報から取得されるＲＧＢ画像及び深度情報の少なくとも１つを用いて、前記ビームの各照射位置の前記変化率が前記所定値以上であるか又は前記所定値未満であるかを決定する、センサ装置。
5. 請求項３又は４に記載のセンサ装置において、
   前記制御部が、前記センシング情報から取得される画像の特徴点から、前記ビームの各照射位置の前記変化率が前記所定値以上であるか又は前記所定値未満であるかを決定する、センサ装置。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載のセンサ装置において、
   前記制御部が、前記センサ部の視野に存在する物体の動きに応じて、前記拡がり角が制御される前記ビームを決定する、センサ装置。
7. センサ部から照射されるビームの拡がり角を制御する制御部を備え、
   前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射される前記ビームの拡がり角が、前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の前記変化率が前記所定値未満である領域に照射される前記ビームの拡がり角より小さい、制御装置。
8. 制御装置が、
   センサ部から照射されるビームの拡がり角を制御し、
   前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射される前記ビームの拡がり角が、前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の前記変化率が前記所定値未満である領域に照射される前記ビームの拡がり角より小さい、制御方法。
9. 制御装置に、
   センサ部から照射されるビームの拡がり角を制御する機能を持たせ、
   前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の変化率が所定値以上である領域に照射される前記ビームの拡がり角が、前記センサ部から前記ビームの照射位置までの距離の前記変化率が前記所定値未満である領域に照射される前記ビームの拡がり角より小さい、プログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。

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