JP4045243B2 - Equipment that moves autonomously - Google Patents
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Description
本発明は、光により物体を検出する物体検知センサに関し、特に、複数個用いた場合に互いの干渉を防止できる物体検知センサを有する自律的に移動する機器に関する。 The present invention relates to an object detection sensor that detects an object by light, and more particularly to an autonomously moving device having an object detection sensor that can prevent mutual interference when a plurality of objects are used.
近年、例えばペット型ロボットや自走式掃除機等のように、一般的な生活において使用されるロボットが実現されている。この種のロボットに必要な機能の一つとしては、例えば人間の助けを借りずに歩行ができる機能や、人間の指示を受けることなく障害物を避けて床の掃除を行う機能のように、自律的に移動する機能がある。 In recent years, robots used in general life have been realized, such as pet-type robots and self-propelled cleaners. One of the functions required for this type of robot is, for example, the ability to walk without human help, and the ability to clean the floor without obstacles without receiving human instructions. There is a function to move autonomously.
このような機能を実現するためには、上記障害物を避けて移動する必要があることから、物体を検出する物体検知センサが必要である。この種の物体検知センサとしては、赤外光を用いて三角測量を行って、物体までの距離を検知する方式のものが多く用いられている。具体的には、この物体検知センサは、パルス状の光を出射する発光素子と、この発光素子の出射光が物体に反射して戻って来た戻り光を受光する受光素子とを備え、上記受光素子における戻り光の受光位置に基づいて、上記物体までの距離を検知する。この物体検知センサを備えたロボットは、上記物体検知センサが検知した物体までの距離が所定の距離以下となった場合に移動方向を変更し、障害物である上記物体を避けるようにしている。 In order to realize such a function, since it is necessary to move while avoiding the obstacle, an object detection sensor for detecting an object is necessary. As this type of object detection sensor, a sensor of a type that detects the distance to an object by performing triangulation using infrared light is often used. Specifically, the object detection sensor includes a light emitting element that emits pulsed light, and a light receiving element that receives the return light that is reflected by the light emitted from the light emitting element and returned to the object. The distance to the object is detected based on the light receiving position of the return light in the light receiving element. The robot provided with the object detection sensor changes the moving direction when the distance to the object detected by the object detection sensor is equal to or less than a predetermined distance so as to avoid the object that is an obstacle.
しかしながら、上記物体検知センサを備えた複数のロボットが同時に動作する場合、複数のロボットのうちの一つのロボットの物体検知センサが、他のロボットの物体検知センサの出射光を受けて、物体の検知が不正確になるという問題がある。その結果、上記一つのロボットは、障害物の回避ができなくなるという問題がある。つまり、複数の物体検知センサの検知エリアが互いに重複する場合、上記複数の物体検知センサの間で干渉が生じる問題がある。 However, when a plurality of robots equipped with the object detection sensor operate simultaneously, the object detection sensor of one of the plurality of robots receives light emitted from the object detection sensor of the other robot and detects the object. Is inaccurate. As a result, there is a problem that the one robot cannot avoid an obstacle. That is, when the detection areas of a plurality of object detection sensors overlap with each other, there is a problem that interference occurs between the plurality of object detection sensors.
この問題を解決するため、従来、発光素子と、この発光素子の出射光を所定周波数に変調する変調手段と、上記発光素子からの光が物体で反射した光を受光する受光素子と、この受光素子からの信号のうちの上記所定の変調周波数の光に対応する信号のみを取り出すフィルタと、上記受光素子からの信号を処理して上記物体までの距離を検知する信号処理部とを備えた物体検知センサにおいて、上記発光素子と変調手段との間に第1のゲート回路と設けると共に、上記受光素子と信号処理部との間に第2のゲート回路を設けたものが提案されている(例えば特開昭61−91589号公報:特許文献1参照)。 In order to solve this problem, conventionally, a light emitting element, a modulation unit that modulates light emitted from the light emitting element to a predetermined frequency, a light receiving element that receives light reflected by an object from the light emitting element, and the light receiving element An object comprising: a filter that extracts only a signal corresponding to light of the predetermined modulation frequency from signals from an element; and a signal processing unit that detects a distance to the object by processing the signal from the light receiving element A detection sensor has been proposed in which a first gate circuit is provided between the light emitting element and the modulation means, and a second gate circuit is provided between the light receiving element and the signal processing unit (for example, JP, 61-91589, A: Refer to patent documents 1).
上記従来の物体検知センサは、上記第1のゲート回路と第2のゲート回路の動作を同期させて、上記発光素子による所定の変調周波数の光の出射を、所定の周期で間欠的に行うと共に、この光の間欠的な出射の周期と同じ周期で、上記第1及び第2の受光素子からの受光信号を信号処理部に送出する。これにより、複数の上記物体検知センサの検知エリアが互いに重なり合う場合でも、一つの物体検知センサの発光素子からの光を、他の物体検知センサの受光素子が受光しないようにしている。また、上記フィルタによって、同一の物体検知センサが備える発光素子からの所定の変調周波数の出射光のみについて、上記受光素子から信号処理部に信号を送ることにより、他の物体検知センサの信号を誤って処理しないようにしている。 The conventional object detection sensor synchronizes the operations of the first gate circuit and the second gate circuit and intermittently emits light of a predetermined modulation frequency by the light emitting element at a predetermined period. The light receiving signals from the first and second light receiving elements are sent to the signal processing unit at the same period as the intermittent emission period of the light. Thereby, even when the detection areas of the plurality of object detection sensors overlap with each other, light from the light emitting elements of one object detection sensor is prevented from being received by the light receiving elements of the other object detection sensors. In addition, by sending a signal from the light receiving element to the signal processing unit only for the emitted light having a predetermined modulation frequency from the light emitting element included in the same object detecting sensor, the signals of the other object detecting sensors are erroneously transmitted. To avoid processing.
しかしながら、上記従来の物体検知センサは、以下のような問題点がある。 However, the conventional object detection sensor has the following problems.
(1)大量生産される同一機種の物体検知センサについて、上記変調手段の変調周波数と、上記第1及び第2のゲート回路の動作周期とを、全ての製品の間で異ならせることは困難である。したがって、変調周波数及び動作周期が同一の物体検知センサを、同一の検知エリアに重複して用いる可能性があるので、干渉の可能性を完全に無くすることができない。 (1) For mass-produced object detection sensors of the same model, it is difficult to vary the modulation frequency of the modulation means and the operation periods of the first and second gate circuits among all products. is there. Therefore, there is a possibility that object detection sensors having the same modulation frequency and operation cycle are used in the same detection area, so that the possibility of interference cannot be completely eliminated.
(2)異なるメーカーの異なる物体検知センサの間で干渉を防止するためには、全てのメーカーの間で上記変調周波数及び動作周期を異ならせる必要があり、手間とコストの大幅な増大を招く。 (2) In order to prevent interference between different object detection sensors of different manufacturers, it is necessary to make the modulation frequency and the operation cycle different among all manufacturers, resulting in a great increase in labor and cost.
(3)全ての物体検知センサの間で上記変調周波数を異ならせて設定する場合、この設定される変調周波数の全ての範囲は比較的広くなるので、この広い範囲の周波数に対応する上記フィルタが必要になり、コストアップを招く。
そこで、本発明の課題は、検知エリアが重複しても、干渉を容易かつ確実に防止できる物体検知センサを有する自律的に移動する機器を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an autonomously moving device having an object detection sensor that can easily and reliably prevent interference even if detection areas overlap.
上記課題を解決するため、本発明の自律的に移動する機器は、
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子と、
上記受光素子から出力される信号に基づいて、上記物体に関する距離を算出する距離算出手段と、
上記距離算出手段が上記距離の誤った値を算出することを防止する誤算出防止手段と
を備える一つの物体検知センサを有し、
上記誤算出防止手段は、
複数の待ち時間の値が格納された待ち時間格納部と、
上記待ち時間格納部に値が格納された複数の待ち時間のうちの上記物体検知センサ毎に異なる所定の待ち時間が入力される待ち時間入力部と、
上記待ち時間のための基準信号を受信する基準信号受信手段と、
上記基準信号受信手段が上記基準信号を受信してから、上記待ち時間入力部に入力された上記所定の待ち時間が経過すると、上記発光素子及び受光素子を動作させる動作制御手段と
を含み、
上記待ち時間入力部は、上記複数の待ち時間のうちの1つが、操作者の操作によって選択可能になっており、
上記基準信号は、基準信号装置から出射される光であることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the autonomously moving device of the present invention is
A light emitting element that emits light;
A light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and reflected by an object;
Distance calculating means for calculating a distance related to the object based on a signal output from the light receiving element;
An object detection sensor comprising: an erroneous calculation preventing means for preventing the distance calculating means from calculating an incorrect value of the distance;
The erroneous calculation prevention means is
A waiting time storage section in which a plurality of waiting time values are stored;
A waiting time input unit for inputting a predetermined waiting time different for each of the object detection sensors among the plurality of waiting times whose values are stored in the waiting time storage unit;
Reference signal receiving means for receiving a reference signal for the waiting time;
It said reference signal receiving means from receiving the reference signal, when the waiting time input the predetermined waiting time entered in elapses, look including an operation control means for operating the light emitting element and a light receiving element,
In the waiting time input unit, one of the waiting times can be selected by an operator's operation,
The reference signal is light emitted from a reference signal device .
上記構成によれば、上記発光素子から出射されて物体で反射された光が上記受光素子で受け取られ、この受光素子から出力される信号に基づいて、上記距離算出手段によって、上記物体に関する距離が算出される。この距離算出手段は、上記誤算出防止手段によって、上記距離の誤った値を算出することが防止される。したがって、複数の上記物体検知センサは、例えば検知エリアが重複する状態で用いられても、互いに干渉することなく、物体に関する距離を正確に検知することができる。 According to the above configuration, the light emitted from the light emitting element and reflected by the object is received by the light receiving element, and the distance with respect to the object is calculated by the distance calculating unit based on the signal output from the light receiving element. Calculated. The distance calculation means is prevented from calculating an incorrect value of the distance by the erroneous calculation prevention means. Accordingly, even when the plurality of object detection sensors are used in a state where the detection areas overlap, for example, the distances related to the objects can be accurately detected without interfering with each other.
また、上記誤算出防止手段では、上記待ち時間格納部に複数の待ち時間の値が格納され、この待ち時間格納部に値が格納された上記複数の待ち時間のうちの所定の待ち時間が、上記待ち時間入力部に入力される。上記基準信号受信手段で上記基準信号が受信されてから、上記所定の待ち時間が経過すると、上記動作制御手段の制御により、上記発光素子および受光素子が動作する。したがって、複数の上記物体検知センサが、検知エリアが重複する状態で用いられる場合、上記複数の物体検知センサの間で、上記待ち時間入力部に異なる待ち時間が入力されることによって、上記各物体検知センサの発光素子および受光素子が動作する時間の重複が防止される。その結果、上記複数の物体検知センサのうちの1つの物体検知センサの受光素子が、他の物体検知センサの発光素子の出射光を受けることが防止されるので、上記距離算出手段が上記距離の誤った値を算出することが、効果的に防止される。 Further , in the erroneous calculation preventing means, a plurality of waiting time values are stored in the waiting time storage unit, and a predetermined waiting time among the plurality of waiting times in which values are stored in the waiting time storage unit, Input to the waiting time input unit. When the predetermined waiting time elapses after the reference signal is received by the reference signal receiving means, the light emitting element and the light receiving element are operated under the control of the operation control means. Therefore, when a plurality of the object detection sensors are used in a state where the detection areas overlap, the respective waiting times are input to the waiting time input unit among the plurality of object detection sensors. Overlap of time during which the light emitting element and the light receiving element of the detection sensor operate is prevented. As a result, the light receiving element of one object detection sensor among the plurality of object detection sensors is prevented from receiving the light emitted from the light emitting elements of the other object detection sensors. It is effectively prevented to calculate an incorrect value.
1実施形態の自律的に移動する機器は、上記受光素子は、上記基準信号受信手段を兼ねている。 In one embodiment of the autonomously moving device , the light receiving element also serves as the reference signal receiving means.
上記実施形態によれば、上記受光素子は、上記基準信号受信手段を兼ねているので、基準信号を受信するための部品を追加することなく、物体に関する距離の誤算出を防止可能な物体検知センサが得られる。 According to the embodiment, since the light receiving element also serves as the reference signal receiving unit, an object detection sensor that can prevent erroneous calculation of a distance related to an object without adding a component for receiving the reference signal. Is obtained.
1実施形態の自律的に移動する機器は、上記基準信号受信手段は、標準時の標準電波を上記基準信号として受信する。 In one embodiment of the autonomously moving device , the reference signal receiving unit receives a standard time standard radio wave as the reference signal.
上記実施形態によれば、標準時の標準電波を上記基準信号として受信し、この基準信号としての標準時の標準電波を用いて、上記発光素子および受光素子の動作を制御する。したがって、基準信号を発信する別の装置を設けることなく、物体に関する距離の誤算出を防止可能な物体検知センサが得られる。 According to the embodiment, the standard time standard radio wave is received as the reference signal, and the operations of the light emitting element and the light receiving element are controlled using the standard time standard radio wave as the reference signal. Therefore, it is possible to obtain an object detection sensor that can prevent erroneous calculation of a distance related to an object without providing another device that transmits a reference signal.
なお、上記変調手段は、上記発光素子の発光周波数、発光強度、発光位相等のいずれの特性を変調してもよい。 The modulation means may modulate any characteristic such as emission frequency, emission intensity, emission phase, etc. of the light emitting element.
以上のように、本発明の自律的に移動する機器は、光を出射する発光素子と、上記発光素子から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子と、上記受光素子から出力される信号に基づいて、上記物体に関する距離を算出する距離算出手段と、上記距離算出手段が上記距離の誤った値を算出することを防止する誤算出防止手段とを備えるので、複数の上記物体検知センサが、例えば検知エリアが重複する状態で用いられても、互いに干渉することなく物体に関する距離を正確に検知することができる。 As described above, the autonomously moving device of the present invention has a light emitting element that emits light, a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and reflected by an object, and output from the light receiving element. A plurality of the object detection sensors include a distance calculation unit that calculates a distance related to the object based on the signal, and an erroneous calculation prevention unit that prevents the distance calculation unit from calculating an incorrect value of the distance. However, even when used in a state where the detection areas overlap, for example, the distance related to the object can be accurately detected without interfering with each other.
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1は、本発明の第1実施形態の物体検知センサを示す概略図である。本実施形態の物体検知センサ1は、光を出射する発光素子2と、この発光素子2から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子3と、この受光素子3から出力される信号に基づいて、上記物体に関する距離を算出する距離算出手段とを備える。上記発光素子2は、半導体レーザや発光ダイオードで形成されていると共に、上記受光素子3は、CCD(電荷転送素子)やPSD(位置検出素子)等で形成されている。上記距離算出手段は、CPU(中央演算装置)5で形成されており、予め記憶されたプログラムに従って、上記受光素子3から出力された信号に基づいて、三角測量の方法を用いて受光素子3から上記物体までの距離を算出するようになっている。すなわち、上記発光素子2、受光素子3及びCPU5は、測距動作手段として機能する。なお、上記距離算出手段は、専用IC(集積回路)で形成してもよい。また、上記距離算出手段は、三角測量の方法以外の方法によって上記物体までの距離を算出してもよく、例えば、上記発光素子からの直接光と、上記発光素子からの光が物体で反射された反射光との光路差に基づいて距離を検出するものでもよい。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an object detection sensor according to a first embodiment of the present invention. The
上記物体検知センサ1は、本発明の誤算出防止手段を備える。この誤算出防止手段は、複数の待ち時間の値が予め格納された待ち時間格納部としてのROM(読み出し専用メモリ)6と、このROM6に格納された複数の待ち時間の値のうち、所定の待ち時間が入力される待ち時間入力部としてのロータリースイッチ8と、基準信号を受信する基準信号受信手段とを有する。上記ロータリースイッチ8は、予め設定された複数の待ち時間のうちの1つが、操作者の操作によって選択可能になっている。
The
図2Aは、上記ロータリースイッチ8を示す模式図であり、ツマミの位置を第1パターンから第8パターンまでのいずれかに一致させることにより、8種類の異なる待ち時間のうちのいずれかが選択可能になっている。
FIG. 2A is a schematic diagram showing the
上記ROM6、ロータリースイッチ8およびCPU5により、開始時制御手段を形成している。
The
上記基準信号受信手段は、上記受光素子3が兼ねている。また、上記発光素子2のドライバ9に電力を供給する電源ラインに、トランジスタ又はリレーで形成されたスイッチ11を夫々介設し、このスイッチ11の入/切を、上記CPU5が制御するようになっている。
The
上記構成の物体検知センサ1は、例えば全自動掃除機やペット型ロボット等のような自律的に移動する機能を有する機器に搭載される。
The
図2Bは、1つの室内において、複数の上記物体検知センサ1が動作する様子を示した概略図である。この室内には、上記物体検知センサ1が設けられて自律的に移動する第1乃至第3の機器21,22,23が配置されている。上記部屋の天井には、基準信号としての光を出射する基準信号装置25が設置されている。上記第1乃至第3の機器21,22,23は、上記室内で同時に動作するので、上記各機器1,2,3に各々設けられた上記物体検知センサ1は、検知エリアが互いに重複する状態で動作することになる。図2Bに示すように、第1の機器21の物体検知センサ1は、ロータリースイッチ8で第1パターンが選択されており、第2の機器22の物体検知センサ1は、ロータリースイッチ8で第2パターンが選択されており、第3の機器23の物体検知センサ1は、ロータリースイッチ8で第3パターンが選択されている。
FIG. 2B is a schematic diagram illustrating a state in which a plurality of the
上記第1乃至第3の機器21,22,23の物体検知センサ1は、上記基準信号装置25から出射された光を受光素子3で受け取り、上記基準信号を検知する。図3は、上記第1乃至第3の機器21,22,23に設けられた各物体検知センサ1について、測距動作の様子を時系列的に示した概略図である。図3に示すように、第1の機器21の物体検知センサ1は、上記基準信号を検知した時間T01から第1パターンに対応する待ち時間T1が経過した時、測距動作を開始する。すなわち、上記CPU5が電源ラインのスイッチ11を切から入に切り換え、上記発光素子2のドライバ9に電力を供給して、上記発光素子2を起動する。これにより、上記発光素子2から光が出射され、この光が物体で反射された反射光が、上記受光素子3に受け取られる。この受光素子3からの出力に基づいて、上記距離算出手段としてのCPU5は、上記物体に関する距離を算出する。このような第1の機器21の物体検知センサ1の測距動作は、所定の測距期間T11に亘って行われる。この測距期間T11が経過すると、上記CPU5の制御により上記電源ラインのスイッチ11が入から切に切り換えられて、上記発光素子の発光が停止して、上記測距動作が終了する。このように、上記CPU5は、動作制御手段としても機能する。
The
上記第2の機器22の物体検知センサ1は、上記基準信号を検知した時間T01から第2パターンに対応する待ち時間T2が経過した時、測距動作を開始する。この時点で、上記第1の機器21の物体検知センサ1の測距動作は終了している。上記第2の機器22の物体検知センサ1において、上記CPU5は、電源ラインのスイッチ11を切から入に切り換えて、上記発光素子2を起動し、上記受光素子3からの出力に基づいて、物体に関する距離を算出する。この第2の機器22の物体検知センサ1の測距動作は、所定の測距期間T21に亘って行われる。この測距期間T21が経過すると、上記CPU5の制御によりスイッチ11が入から切に切り換えられて、上記測距動作が終了する。
The
上記第3の機器23の物体検知センサ1は、上記基準信号を検知した時間T01から第3パターンに対応する待ち時間T3が経過した時、動作制御手段としてのCPU5の制御の下、測距動作を開始する。この時点で、上記第2の機器22の物体検知センサの測距動作は終了している。上記第3の機器23の物体検知センサの測距動作は、所定の測距期間T31に亘って行われる。この測距期間T21が経過すると、上記CPU5の制御により、上記測距動作が終了する。
When the waiting time T3 corresponding to the third pattern has elapsed from the time T01 when the reference signal is detected, the
上記第1乃至第3の機器21,22,23の物体検知センサ1が測距動作を行った後、上記基準信号装置25から基準信号が再度発信され、この基準信号を受信した上記各物体検知センサ1は、上述の動作と同様の動作を再び行う。
After the
つまり、上記第1の機器21の物体検知センサ1は、基準信号を検知した時間T02から待ち時間T1が経過してから、測距期間T11に亘って測距動作を行う。また、上記第2の機器22の物体検知センサ1は、基準信号を検知した時間T02から待ち時間T2が経過してから、測距期間T21に亘って測距動作を行う。また、上記第3の機器23の物体検知センサ1は、基準信号を検知した時間T02から待ち時間T3が経過してから、測距期間T31に亘って測距動作を行う。
That is, the
このように、上記第1乃至第3の機器21,22,23の物体検知センサ1は、上記基準信号装置25から発信される基準信号に基づいて、互いに異なる開始時間T1,T2,T3から、所定の測距期間T11,T21,T31だけ測距動作を行う。上記開始時間T1,T2,T3は、所定の測距期間T11,T21,T31の直前と直後との開始時間T1,T2,T3の間の期間が、上記所定の測距期間T11,T21,T31よりも長くなるように設定されている。したがって、上記各物体検知センサ1の測距動作は、互いに重複して行われることがない。その結果、上記各物体検知センサ1は、検知エリアが互いに重複するにも拘わらず、他の物体検知センサ1の発光素子からの光を受けて物体に関する距離を誤算出することが確実に防止される。つまり、上記複数の物体検知センサ1は、互いの測距動作の干渉が防止される。
As described above, the
なお、上記機器21,22,23が、自走式のロボットのように移動速度が変化する機器である場合、この機器21,22,23の移動速度に応じて、例えば移動速度が遅いときは物体検知センサ1の測距動作を行う回数を削減したり、測距期間を短くしたりしてもよい。これにより、物体検知センサ1の消費電力の削減を行うことができる。
When the
上記実施形態において、検知エリアが重複した状態で3個の物体検知センサ1が動作したが、この物体検知センサ1は、上記ロータリースイッチ8で選択可能なパターンの個数である8個まで重複して動作できる。この場合、上記8個のパターンに対応して、互いに異なる8個の待ち時間を設定する。この8個の待ち時間は、各待ち時間の間の期間が、その期間中の測距期間よりも長くなるように設定する。また、基準信号の発信間隔は、全ての上記測距期間を足し合わせた期間よりも長く設定する。
In the above embodiment, the three
また、上記ロータリースイッチ8は、待ち時間に対応するパターンを、8個に限られず何個選択可能にしてもよい。
The
また、上記ロータリースイッチ8は、ディップスイッチであってもよい。
The
また、上記受光素子3は基準信号受信手段を兼ねたが、上記基準信号装置25からの光を受け取る受光素子を別に設けてもよい。また、上記基準信号を電波によって送信すると共に、この電波を基準信号受信手段としてのアンテナで受信しても良い。
Further, although the
図4Aは、第2実施形態の物体検知センサが備えるロータリースイッチ18を示す概略図である。この物体検知センサのロータリースイッチ18は、第1パターンから第7パターンまでのいずれか1つを選択することにより、基準信号を検知した時間から測距動作を開始するまでの待ち時間が設定可能であると共に、基準信号の出力が設定可能になっている。すなわち、この物体検知センサは、上記ロータリースイッチ18の設定により、基準信号を発信することができるので、図4Bに示すように、室内に基準信号を発信するための基準信号装置を設置することなく、複数の物体検知センサを動作させることができる。本実施形態の物体検知センサは、基準信号を発信することができる点以外は、第1実施形態の物体検知センサと同様の構成を有する。本実施形態において、第1実施形態と同一の構成部分には、同一の参照番号を用いて詳細な説明を省略する。
FIG. 4A is a schematic diagram illustrating the
図4Bに示すように、第1の機器31の物体検知センサは、ロータリースイッチ18により基準信号の出力が設定されており、第2の機器32の物体検知センサは、ロータリースイッチ18の第1パターンが選択されており、第3の機器33の物体検知センサは、ロータリースイッチ18で第2パターンが選択されている。
As shown in FIG. 4B, the object detection sensor of the
上記第1の機器31の物体検知センサは、基準信号制御手段としてのCPUの制御の下、発光素子2から基準信号としての光を出射する。この基準信号の発信が完了すると、予め定められた待ち時間が経過した後、動作制御手段としてのCPUの制御の下、測距動作を行う。この測距動作は所定の測距期間に亘って行われ、この測距期間の終了に伴って測距動作を終了する。なお、上記待ち時間を削除して、上記基準信号の発信の完了と同時に、上記測距動作を開始してもよい。
The object detection sensor of the
上記第2の機器32の物体検知センサは、上記第1の機器31の物体検知センサが出射した基準信号としての光を受光素子で受け取り、上記基準信号を検知する。この後、上記第1パターンに対応した待ち時間が経過すると、動作制御手段としてのCPUの制御の下、測距動作を開始する。この第2の機器32の物体検知センサは、所定の測距期間が終了すると、上記CPUの制御の下、測距動作を終了する。
The object detection sensor of the second device 32 receives light as a reference signal emitted from the object detection sensor of the
上記第3の機器33の物体検知センサは、上記第1の機器31の物体検知センサからの光を受光し、基準信号を検知する。この後、上記第2パターンに対応した待ち時間が経過すると、動作制御手段としてのCPUの制御の下、測距動作を開始する。この第3の機器33の物体検知センサは、所定の測距期間が終了すると、上記CPUの制御の下、測距動作を終了する。
The object detection sensor of the
このように、上記第1の機器31の物体検知センサは、上記基準信号を発信する機能を有するので、基準信号を発信するための装置を物体検知センサと別個に設置する必要が無い。したがって、複数の物体検知センサの間の干渉を、物体検知センサのみによって、容易に防止することができる。
Thus, since the object detection sensor of the
なお、上記実施形態において、第2および第3の機器32,33の物体検知センサは、ロータリースイッチ18によって基準信号の出力を設定することが可能であるが、第1の機器31の物体検知センサのみが基準信号の出力を設定可能にしてもよい。つまり、検知エリアが重複する複数の物体検知センサのうちの1つが、基準信号を出力できればよい。
In the above embodiment, the object detection sensors of the second and
図5は、第3実施形態の物体検知センサが受信する基準信号を含む信号を示す図である。この実施形態の物体検知センサは、基準信号として、日本国標準時の標準電波を用いている。この標準電波は、図5に示すように、1周期が60秒の60ビットのパルス信号からなり、各パルス信号の立ち上がりの55%が、標準時の秒と一致している。 FIG. 5 is a diagram illustrating a signal including a reference signal received by the object detection sensor according to the third embodiment. The object detection sensor of this embodiment uses a standard radio wave of Japan standard time as a reference signal. As shown in FIG. 5, the standard radio wave is composed of a 60-bit pulse signal having a period of 60 seconds, and 55% of the rising edge of each pulse signal coincides with the standard time second.
本実施形態の物体検知センサは、上記標準電波を受信するアンテナと、このアンテナで受信した信号から上記パルスを検出するパルス検出手段とを含む基準信号受信手段を備える。この基準信号受信手段は、上記標準電波のパルス信号に含まれる所定のパルスを基準信号として認識するように設定されている。この実施形態の物体検知センサは、上記基準信号受信手段以外は、第1実施形態の物体検知センサ1と同様の構成を有する。
The object detection sensor of the present embodiment includes a reference signal receiving unit including an antenna that receives the standard radio wave and a pulse detection unit that detects the pulse from a signal received by the antenna. The reference signal receiving means is set so as to recognize a predetermined pulse included in the pulse signal of the standard radio wave as a reference signal. The object detection sensor of this embodiment has the same configuration as the
上記構成の物体検知センサが設けられた複数の機器を、互いの検知エリアが重複する状態で複数個動作させる。そうすると、上記複数の物体検知センサは、いずれも、上記標準電波に含まれる所定のパルスを基準信号として検知する。各物体検知センサは、上記基準信号を受信してから所定の待ち時間が経過した後、所定の測距期間の間、測距動作を行う。上記待ち時間は、第1実施形態と同様に、各物体検知センサの間で異なる時間に設定され、かつ、上記測距期間は、この測距期間が開始される直前の待ち時間と、この測距期間が終了した直後の待ち時間との間の期間よりも短くしている。したがって、上記複数の物体検知センサは、測距動作が互いに干渉することが、効果的に防止される。 A plurality of devices provided with the object detection sensors having the above-described configuration are operated in a state where the detection areas overlap each other. Then, each of the plurality of object detection sensors detects a predetermined pulse included in the standard radio wave as a reference signal. Each object detection sensor performs a distance measurement operation for a predetermined distance measurement period after a predetermined waiting time elapses after receiving the reference signal. Similar to the first embodiment, the waiting time is set to a different time between the object detection sensors, and the distance measurement period includes the waiting time immediately before the distance measurement period starts and the measurement time. It is shorter than the period between the waiting period immediately after the end of the distance period. Therefore, the plurality of object detection sensors can effectively prevent the distance measuring operations from interfering with each other.
また、本実施形態の物体検知センサは、標準時の標準電波に基づいて基準信号を検知するので、基準信号を発信するための装置が不要である。したがって、干渉を確実に防止可能な物体検知センサを、簡易な構成で得ることができる。 Moreover, since the object detection sensor of this embodiment detects a reference signal based on the standard time standard radio wave, a device for transmitting the reference signal is not necessary. Therefore, an object detection sensor capable of reliably preventing interference can be obtained with a simple configuration.
なお、上記実施形態の物体検知センサは、日本国の標準時の標準電波を用いるが、使用される国に応じて、当該国の標準時の標準電波を用いてもよい。 In addition, although the object detection sensor of the said embodiment uses the standard time radio wave of Japan, you may use the standard time radio wave of the said country according to the country used.
本発明の第4実施形態の物体検知センサは、発光素子の出射光を変調する変調手段を備え、この変調手段が上記発光素子を変調する変調パターンを、複数の変調パターンの間で変更可能にしている。詳しくは、ロータリースイッチによって、複数のコンデンサの容量値および抵抗値が選択可能になっており、このロータリースイッチの操作によってコンデンサの容量値および抵抗値を変更することにより、上記変調手段の時定数を変更して発振周波数を変更し、上記変調パターンを変更するようになっている。上記受光素子が受光して出力する信号のうち、上記変調パターンの光に対応する信号のみを取り出して、上記距離算出手段としてのCPUに送出する抽出手段としてのフィルタを備える。上記変調手段、ロータリースイッチ及びフィルタによって、本発明の誤算出防止手段を構成している。第4実施形態において、第1実施形態と同一の機能を有する部分には同一の参照番号を用いて説明する。 An object detection sensor according to a fourth embodiment of the present invention includes a modulation unit that modulates light emitted from a light emitting element. The modulation unit modulates the modulation pattern of the light emitting element among a plurality of modulation patterns. ing. Specifically, the capacitance value and resistance value of a plurality of capacitors can be selected by a rotary switch, and the time constant of the modulation means can be changed by changing the capacitance value and resistance value of the capacitor by operating this rotary switch. The oscillation frequency is changed to change the modulation pattern. A filter is provided as an extracting unit that extracts only a signal corresponding to the light of the modulation pattern from signals received and output by the light receiving element and sends the signal to the CPU as the distance calculating unit. The modulation means, the rotary switch, and the filter constitute the erroneous calculation prevention means of the present invention. In the fourth embodiment, parts having the same functions as those in the first embodiment will be described using the same reference numerals.
上記ロータリースイッチは、図2Aの第1実施形態の物体検知センサのロータリースイッチ8と同様の形態を有し、選択可能な各パターンに対応して、互いに異なる上記コンデンサの容量値および抵抗値が設定されている。
The rotary switch has the same form as the
上記物体検知センサが設けられた複数の機器を1つの室内で用いる場合、複数の上記物体検知センサのロータリースイッチにおいて選択されるパターンが、互いに異なるように設定する。これにより、上記複数の物体検知センサの発光素子2は、互いに異なる変調パターンの光を出射する。この変調パターンが異なる複数の光が、1つの物体検知センサの受光素子3に受け取られても、上記フィルタによって、この物体検知センサの変調パターンで変調された光に対応する出力のみが、上記受光素子3から取り出される。この取り出された出力は上記CPU5に送出され、このCPU5によって上記物体までの距離が算出される。したがって、本実施形態の物体検知センサは、検知エリアが重複する状態で同時に複数個が動作しても、測距動作の干渉が効果的に防止される。
When a plurality of devices provided with the object detection sensors are used in one room, the patterns selected by the rotary switches of the plurality of object detection sensors are set to be different from each other. Thereby, the
また、上記フィルタは、上記ロータリースイッチで選択可能な変調パターンの範囲について、この変調パターンの光による出力を受光素子3から取り出せばよいので、従来のように例えば広範囲の周波数帯の信号に対応したフィルタでなくてよい。したがって、従来よりも安価なフィルタを用いることができるので、物体検知センサのコストダウンを測ることができる。
Further, since the filter only needs to extract the light output of the modulation pattern from the
また、上記変調パターンは、上記ロータリースイッチによって、互いの物体検知センサの間で重複しないように選択できるので、検知エリアが重複する物体検知センサの間で、簡易かつ確実に干渉を防止することができる。 Further, since the modulation pattern can be selected by the rotary switch so as not to overlap between the object detection sensors, interference can be easily and reliably prevented between the object detection sensors having overlapping detection areas. it can.
上記実施形態において、上記変調パターンを変更するためにロータリースイッチを用いたが、例えばディップスイッチ等の他のスイッチを用いてもよい。 In the above embodiment, the rotary switch is used to change the modulation pattern. However, other switches such as a dip switch may be used.
また、上記変調手段は、上記発光素子の発振周波数を変更したが、上記発光素子の発光強度や発光位相等を変調してもよい。この場合、上記抽出手段は、上記変調される特性に応じて、上記所定の変調パターンの信号を抽出する回路等を用いればよい。 Moreover, although the said modulation means changed the oscillation frequency of the said light emitting element, you may modulate the light emission intensity, the light emission phase, etc. of the said light emitting element. In this case, the extraction means may use a circuit or the like that extracts a signal of the predetermined modulation pattern according to the characteristic to be modulated.
1 物体検知センサ
2 発光素子
3 受光素子
5 CPU
6 ROM
8 ロータリースイッチ
9 発光素子のドライバ
11 発光素子の電源ラインのスイッチ
12 受光素子の電源ラインのスイッチ
DESCRIPTION OF
6 ROM
8 Rotary Switch 9 Light Emitting
Claims (3)
上記発光素子から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子と、
上記受光素子から出力される信号に基づいて、上記物体に関する距離を算出する距離算出手段と、
上記距離算出手段が上記距離の誤った値を算出することを防止する誤算出防止手段と
を備える一つの物体検知センサを有し、
上記誤算出防止手段は、
複数の待ち時間の値が格納された待ち時間格納部と、
上記待ち時間格納部に値が格納された複数の待ち時間のうちの上記物体検知センサ毎に異なる所定の待ち時間が入力される待ち時間入力部と、
上記待ち時間のための基準信号を受信する基準信号受信手段と、
上記基準信号受信手段が上記基準信号を受信してから、上記待ち時間入力部に入力された上記所定の待ち時間が経過すると、上記発光素子及び受光素子を動作させる動作制御手段と
を含み、
上記待ち時間入力部は、上記複数の待ち時間のうちの1つが、操作者の操作によって選択可能になっており、
上記基準信号は、基準信号装置から出射される光であることを特徴とする自律的に移動する機器。 A light emitting element that emits light;
A light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and reflected by an object;
Distance calculating means for calculating a distance related to the object based on a signal output from the light receiving element;
An object detection sensor comprising: an erroneous calculation preventing means for preventing the distance calculating means from calculating an incorrect value of the distance;
The erroneous calculation prevention means is
A waiting time storage section in which a plurality of waiting time values are stored;
A waiting time input unit for inputting a predetermined waiting time different for each of the object detection sensors among the plurality of waiting times whose values are stored in the waiting time storage unit;
Reference signal receiving means for receiving a reference signal for the waiting time;
It said reference signal receiving means from receiving the reference signal, when the waiting time input the predetermined waiting time entered in elapses, look including an operation control means for operating the light emitting element and a light receiving element,
In the waiting time input unit, one of the waiting times can be selected by an operator's operation,
The autonomously moving device, wherein the reference signal is light emitted from a reference signal device .
上記受光素子は、上記基準信号受信手段を兼ねていることを特徴とする自律的に移動する機器。 The device of claim 1 ,
The autonomously moving device, wherein the light receiving element also serves as the reference signal receiving means.
上記基準信号受信手段は、標準時の標準電波を上記基準信号として受信することを特徴とする自律的に移動する機器。 The device of claim 1 ,
The apparatus for autonomously moving, wherein the reference signal receiving means receives a standard time standard radio wave as the reference signal.
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