JP5400644B2 - 多光軸光電センサ、形状認識装置 - Google Patents
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Description
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、多光軸光電センサを用いて物体の形状を認識するにあたり、形状認識に必要な箇所の分解能を光軸数を増やすことなく向上させると共に、形状認識に必要な処理時間を短縮することを目的とする。
・前記第1実行手段は、前記一方のスキャン動作として、前記水平スキャン動作を実行し、前記第2実行手段は、前記他方のスキャン動作として、前記一投光素子に対して前記受光素子が斜め上側に対向して斜め光軸を形成する第1パターン又は、前記投光素子に対して前記受光素子が斜め下側に対向して斜め光軸を形成する第2パターンのいずれか一方の斜めスキャン動作を実行する構成であると共に、前記第2判定手段による受光状態の判定結果が入光状態であることを条件に、前記特定光軸について他方側のパターンにより前記斜めスキャン動作を実行する第3実行手段と、前記第3実行手段により斜めスキャン動作が行われた特定光軸の受光状態を判定する第3判定手段と、を備え、前記出力回路は少なくとも、前記第2判定手段の判定結果と第3判定手段の判定結果とを出力する。
・前記第1実行手段は、前記一方のスキャン動作として、前記水平スキャン動作を実行し、前記第2実行手段は、前記他方のスキャン動作として、前記一投光素子に対して前記受光素子が斜め上側に対向して斜め光軸を形成する第1パターン又は、前記投光素子に対して前記受光素子が斜め下側に対向して斜め光軸を形成する第2パターンのいずれか一方の斜めスキャン動作を実行する構成であると共に、前記第2判定手段による受光状態の判定結果が入光状態であることを条件に、前記特定光軸について他方側のパターンにより前記斜めスキャン動作を実行する第3実行手段と、前記第3実行手段により斜めスキャン動作が行われた特定光軸の受光状態を判定する第3判定手段と、を備え、前記データ処理手段は、第2判定手段の判定結果と前記第3判定手段の判定結果とに基づいて前記計測対象物の形状を認識する。
本発明の実施形態1を図1ないし図11によって説明する。
(1)全体構成
図3には、多光軸光電センサ1の電気的構成が示されている。投光器10には投光素子11が連なる投光回路14が設けられており、この投光回路14は、同期線L1を通じてタイミング信号(投光開始指令)を受けることを条件に、列の下側に位置する投光素子11aから上側の投光素子11hへと順次に駆動信号を一定間隔で与える。これにより、下側の投光素子11aから上側の投光素子11hへ投光動作を一定間隔で順次行わせる構成となっている。
水平スキャン動作とは、図4にて示すように、一投光素子11とその投光素子11に水平対向する受光素子21にて形成される水平光軸により投受光するスキャン動作である。この水平スキャン動作を実行するには、投光動作の開始タイミングと受光動作の開始タイミングが一致するように、タイミングを調整してやればよい。尚、タイミング調整は、受光制御部24が行うようになっている。すなわち、同期線L1を通じて投光回路14にタイミング信号(投光開始指令)を送ることで投光側と受光側の動作タイミングが調整されるシステム構成となっている。
車体Wの形状認識動作を図7のフローチャート図を参照して説明する。まず、ステップ10では、投光器10と受光器20との間のスペースに向けて計測対象となる車体Wが移動を開始する。
このものは、反転区間Nについて、それを斜めに横切る特定光軸8uにて投受光を行い、その特定光軸8uの受光状態を判定するようにしている。そのため、反転区間Nの中間高さにおける車体Wの有無を判別することが可能となり、車体Wの形状を細かく認識できる(分解能の向上)。
次に、本発明の実施形態2を図12ないし図14によって説明する。
実施形態では、水平スキャン動作を全光軸(全水平光軸)に行って、受光状態をまず判定(ステップ20)し、その後、斜めスキャン動作(第1パターン)を特定光軸8uに対して行って受光状態を判定(ステップ40)する例を挙げた。
次に、本発明の実施形態3を図15ないし図17によって説明する。
実施形態3のものは、実施形態1に対して、ステップ43の処理、ステップ45の処理を追加したものであり、それ以外の構成は、実施形態1と同じである。追加された処理について説明すると、ステップ43では、ステップ40にて行った特定光軸の受光状態が入光であるか、遮光であるかが、受光制御部24により判定される。
次に、本発明の実施形態4を図18ないし図20によって説明する。
実施形態4のものは、実施形態1に対して、ステップ40の処理にて行う斜めスキャン動作のパターンを第1パターンから第2パターンに入れ替えた点、及びステップ43の処理、ステップ47の処理を追加した点が異なり、それ以外の構成は実施形態1と同じである。
次に、本発明の実施形態4を図21によって説明する。上記した実施形態1では、多光軸光電センサ1は光軸の受光状態について判定だけ行い、結果を出力回路30を通じてデータ処理装置50に出力した。そして、車体の形状認識は、別装置のデータ処理装置50にて行う構成とした。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
10…投光器
11(11a〜11hの総称)…投光素子
14…投光回路
20…受光器
21(21a〜21hの総称)…受光素子
22…受光回路
23…シフトレジスタ
24…受光制御部(本発明の「第1実行手段」、「第1判定手段」、「第2実行手段」、「第2判定手段」、「第3実行手段」、「第3判定手段」、「第4実行手段」、「第4判定手段」に相当)
25…アナログスイッチ
30…出力回路
40…データ処理回路(本発明の「データ処理手段」に相当)
50…データ処理装置
L1…同期線
L2…信号線
U…形状認識装置
W…車体(本発明の「計測対象物」に相当)
Claims (7)
- 複数の投光素子を備えた投光器と、
この投光器と計測対象物を間に挟んで対向し、前記複数の投光素子にそれぞれ対向する複数の受光素子を備えた受光器と、を備えた多光軸光電センサにおいて、
前記一投光素子とその投光素子に水平対向する受光素子にて形成される水平光軸により投受光する水平スキャン動作、又は前記一投光素子とその投光素子と斜め対向する受光素子にて形成される斜め光軸により投受光する斜めスキャン動作のいずれか一方のスキャン動作を、設定された光軸数順次実行させる第1の実行手段と、
前記一方側のスキャン動作が実行された全光軸について受光状態を判定する第1判定手段と、
前記一方側のスキャン動作が行われた光軸の受光状態について反転があることを条件に、他方側のスキャン動作を、受光状態が反転した光軸と反転する直前の光軸との間の特定光軸について実行する第2実行手段と、
前記他方側のスキャン動作が行われた特定光軸の受光状態を判定する第2判定手段と、
少なくとも、前記第2判定手段の判定結果を出力する出力回路と、を備えることを特徴とする多光軸光電センサ。 - 前記第1実行手段は、前記一方のスキャン動作として、前記水平スキャン動作を実行し、
前記第2実行手段は、前記他方のスキャン動作として、前記一投光素子に対して前記受光素子が斜め上側に対向して斜め光軸を形成する第1パターン又は、前記投光素子に対して前記受光素子が斜め下側に対向して斜め光軸を形成する第2パターンのいずれか一方の斜めスキャン動作を実行する構成であると共に、
前記第2判定手段による受光状態の判定結果が入光状態であることを条件に、前記特定光軸について他方側のパターンにより前記斜めスキャン動作を実行する第3実行手段と、
前記第3実行手段により斜めスキャン動作が行われた特定光軸の受光状態を判定する第3判定手段と、を備え、
前記出力回路は少なくとも、前記第2判定手段の判定結果と第3判定手段の判定結果とを出力することを特徴とする請求項1に記載の多光軸光電センサ。 - 前記第1実行手段は、前記一方のスキャン動作として、前記水平スキャン動作を実行し、
前記第2実行手段は、前記他方のスキャン動作として、前記受光状態が反転した水平光軸を構成する投光素子とその投光素子に対して水平対向する受光素子に対して素子1つ下側に離れたところに位置する受光素子とにより形成した斜め光軸により投受光する斜めスキャン動作を、実行する構成であると共に、
前記第2判定手段による受光状態の判定結果が入光状態であることを条件に、前記受光状態が反転した水平光軸を構成する投光素子とその投光素子に対して水平対向する受光素子に対して少なくとも、素子2つ以上は下側に離れたところに位置する受光素子とにより形成した斜め光軸により投受光する斜めスキャン動作を実行させる第4実行手段と、
前記第4実行手段により斜めスキャン動作が行われた斜め光軸の受光状態を判定する第4判定手段と、を備え、
前記出力回路は少なくとも、前記第2判定手段の判定結果と前記第4判定手段の判定結果を出力することを特徴とする請求項1に記載の多光軸光電センサ。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の多光軸光電センサと、
前記多光軸光電センサの出力する判定結果に基づいて前記計測対象物の形状を認識するデータ処理装置と、を備えた形状認識装置。 - 複数の投光素子を備えた投光器と、
この投光器と計測対象物を間に挟んで対向し、前記複数の投光素子にそれぞれ対向する複数の受光素子を備えた受光器と、を備えた多光軸光電センサにおいて、
前記一投光素子とその投光素子に水平対向する受光素子にて形成される水平光軸により投受光する水平スキャン動作、又は前記一投光素子とその投光素子と斜め対向する受光素子にて形成される斜め光軸により投受光する斜めスキャン動作のいずれか一方のスキャン動作を、設定された光軸数順次実行させる第1の実行手段と、
前記一方側のスキャン動作が実行された全光軸について受光状態を判定する第1判定手段と、
前記一方側のスキャン動作が行われた光軸の受光状態について反転があることを条件に、他方側のスキャン動作を、受光状態が反転した光軸と反転する直前の光軸との間の特定光軸について実行する第2実行手段と、
前記他方側のスキャン動作が行われた特定光軸の受光状態を判定する第2判定手段と、
前記第2判定手段の判定結果に基づいて前記計測対象物の形状を認識するデータ処理手段と、を備えることを特徴とする多光軸光電センサ。 - 前記第1実行手段は、前記一方のスキャン動作として、前記水平スキャン動作を実行し、
前記第2実行手段は、前記他方のスキャン動作として、前記一投光素子に対して前記受光素子が斜め上側に対向して斜め光軸を形成する第1パターン又は、前記投光素子に対して前記受光素子が斜め下側に対向して斜め光軸を形成する第2パターンのいずれか一方の斜めスキャン動作を実行する構成であると共に、
前記第2判定手段による受光状態の判定結果が入光状態であることを条件に、前記特定光軸について他方側のパターンにより前記斜めスキャン動作を実行する第3実行手段と、
前記第3実行手段により斜めスキャン動作が行われた特定光軸の受光状態を判定する第3判定手段と、を備え、
前記データ処理手段は、第2判定手段の判定結果と前記第3判定手段の判定結果とに基づいて前記計測対象物の形状を認識する請求項5に記載の多光軸光電センサ。 - 前記第1実行手段は、前記一方のスキャン動作として、前記水平スキャン動作を実行し、
前記第2実行手段は、前記他方のスキャン動作として、前記受光状態が反転した水平光軸を構成する投光素子とその投光素子に対して水平対向する受光素子に対して素子1つ下側に離れたところに位置する受光素子とにより形成した斜め光軸により投受光する斜めスキャン動作を、実行する構成であると共に、
前記第2判定手段による受光状態の判定結果が入光状態であることを条件に、前記受光状態が反転した水平光軸を構成する投光素子とその投光素子に対して水平対向する受光素子に対して少なくとも、素子2つ以上は下側に離れたところに位置する受光素子とにより形成した斜め光軸により投受光する斜めスキャン動作を実行させる第4実行手段と、
前記第4実行手段により斜めスキャン動作が行われた斜め光軸の受光状態を判定する第4判定手段と、を備え、
前記データ処理手段は、前記第2判定手段の判定結果と前記第4判定手段の判定結果とに基づいて前記計測対象物の形状を認識する請求項5に記載の多光軸光電センサ。
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