JP6844508B2 - Safety device - Google Patents

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Description

本発明は、安全装置に関する。 The present invention relates to a safety device.

移動体が上方の障害物に衝突することを抑止するため、移動体には上方の障害物を検知するための安全装置が設けられる。
特許文献1の安全装置は、障害物までの距離を検出する距離検出装置を備える。距離検出装置は、上方を向くように配置されている。距離検出装置は、超音波やレーザなどの照射波を照射することで、障害物までの距離を検出する。距離検出装置によって検出される距離から安全装置は、障害物を検知することができる。
In order to prevent the moving body from colliding with the obstacle above, the moving body is provided with a safety device for detecting the obstacle above.
The safety device of Patent Document 1 includes a distance detecting device that detects the distance to an obstacle. The distance detection device is arranged so as to face upward. The distance detection device detects the distance to an obstacle by irradiating an irradiation wave such as an ultrasonic wave or a laser. The safety device can detect an obstacle from the distance detected by the distance detection device.

特許文献2の安全装置は、ステレオカメラを備える。安全装置は、ステレオカメラによって撮像される画像から、移動体が衝突する障害物を検知することができる。 The safety device of Patent Document 2 includes a stereo camera. The safety device can detect an obstacle that a moving object collides with from an image captured by a stereo camera.

特開2004−91118号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-91118 特開2013−114610号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-114610

ところで、特許文献1の安全装置では、移動体の移動に伴い、照射波が障害物に当たらなくなる場合がある。この場合、安全装置は、障害物を検知することができなくなる。また、特許文献2の安全装置についても、移動体の移動に伴い障害物がステレオカメラの垂直画角から外れると、障害物を検知することができない。すると、安全装置は、移動体と障害物との位置関係を把握することができず、移動体と障害物とが衝突するおそれがある。 By the way, in the safety device of Patent Document 1, the irradiation wave may not hit the obstacle as the moving body moves. In this case, the safety device will not be able to detect obstacles. Further, also with respect to the safety device of Patent Document 2, if an obstacle deviates from the vertical angle of view of the stereo camera due to the movement of the moving body, the obstacle cannot be detected. Then, the safety device cannot grasp the positional relationship between the moving body and the obstacle, and the moving body and the obstacle may collide with each other.

本発明の目的は、移動体と障害物との位置関係が把握不能になることを抑止できる安全装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a safety device capable of preventing the positional relationship between a moving body and an obstacle from becoming unclear.

上記課題を解決する安全装置は、移動体に搭載される安全装置であって、垂直画角の最も上側が水平面よりも上となるように配置されたステレオカメラと、前記ステレオカメラによって撮像された画像から、障害物の位置を算出する算出手段と、前記障害物の位置情報を記憶する記憶手段と、前記移動体の移動に伴い、前記障害物が前記ステレオカメラによって撮像されなくなった場合、前記記憶手段によって記憶された前記位置情報に基づき、前記障害物の位置を推定する推定手段と、を備える。 The safety device that solves the above problems is a safety device mounted on a moving body, and is imaged by a stereo camera arranged so that the uppermost side of the vertical angle of view is above the horizontal plane and the stereo camera. When the obstacle is no longer imaged by the stereo camera due to the movement of the moving body, the calculation means for calculating the position of the obstacle, the storage means for storing the position information of the obstacle from the image, the said. An estimation means for estimating the position of the obstacle based on the position information stored by the storage means is provided.

これによれば、ステレオカメラの垂直画角の最も上側が水平面よりも上となることで、ステレオカメラは移動体の上方を撮像可能である。算出手段によって算出された障害物の位置は位置情報として記憶手段によって記憶される。ステレオカメラによって障害物が撮像されなくなると、障害物の位置が推定手段によって推定される。これにより、障害物がステレオカメラによって撮像されなくなった場合であっても、安全装置は移動体と障害物との位置関係を把握できる。したがって、移動体と障害物との位置関係が把握不能になることを抑止できる。 According to this, the uppermost side of the vertical angle of view of the stereo camera is above the horizontal plane, so that the stereo camera can image the upper part of the moving body. The position of the obstacle calculated by the calculation means is stored by the storage means as position information. When the obstacle is no longer imaged by the stereo camera, the position of the obstacle is estimated by the estimation means. As a result, the safety device can grasp the positional relationship between the moving object and the obstacle even when the obstacle is no longer imaged by the stereo camera. Therefore, it is possible to prevent the positional relationship between the moving body and the obstacle from becoming unclear.

上記安全装置について、前記推定手段は、前記移動体の速度、及び、前記移動体の進行方向から前記障害物の位置を推定してもよい。
これによれば、推定手段は、ステレオカメラによって障害物が撮像されなくなった場合であっても、移動体の速度、及び、進行方向から障害物の位置を推定することができる。
Regarding the safety device, the estimation means may estimate the position of the obstacle from the speed of the moving body and the traveling direction of the moving body.
According to this, the estimation means can estimate the position of the obstacle from the speed of the moving body and the traveling direction even when the obstacle is no longer imaged by the stereo camera.

上記安全装置について、前記推定手段は、前記障害物が前記ステレオカメラによって撮像されているときに前記障害物とともに撮像されており、かつ、前記移動体の移動に伴い前記障害物が撮像されなくなった場合にも撮像されているものを基準物とし、前記移動体の移動に伴う前記基準物と前記移動体との相対位置の変化から前記障害物の位置を推定してもよい。 Regarding the safety device, the estimation means is imaged together with the obstacle when the obstacle is imaged by the stereo camera, and the obstacle is no longer imaged as the moving body moves. In some cases, the imaged object may be used as a reference object, and the position of the obstacle may be estimated from the change in the relative position between the reference object and the moving object due to the movement of the moving object.

これによれば、推定手段は、ステレオカメラによって障害物と基準物とが撮像されている際に障害物と基準物との位置関係を把握することで、基準物と移動体との相対位置の変化から障害物の位置を推定できる。 According to this, the estimation means grasps the positional relationship between the obstacle and the reference object when the obstacle and the reference object are imaged by the stereo camera, so that the relative position between the reference object and the moving object can be determined. The position of the obstacle can be estimated from the change.

上記安全装置について、前記障害物の上下方向への移動速度を検出し、前記移動速度で前記障害物が移動し続けた場合に前記障害物と前記移動体とが衝突するか否かを判定する衝突判定手段を備えていてもよい。 With respect to the safety device, the moving speed of the obstacle in the vertical direction is detected, and it is determined whether or not the obstacle collides with the moving body when the obstacle continues to move at the moving speed. A collision determination means may be provided.

これによれば、障害物の移動速度を加味した上で、障害物と移動体とが衝突するか否かを判定することができる。 According to this, it is possible to determine whether or not the obstacle and the moving body collide with each other, taking into consideration the moving speed of the obstacle.

本発明によれば、移動体と障害物との位置関係が把握不能になることを抑止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent the positional relationship between the moving body and the obstacle from becoming uncertain.

安全装置が搭載されるフォークリフトの側面図。Side view of a forklift equipped with a safety device. フォークリフト、及び、安全装置の概略構成図。Schematic block diagram of a forklift and a safety device. 第1実施形態における障害物を検知するための処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process for detecting an obstacle in 1st Embodiment. 相対位置算出処理を示すフローチャート。A flowchart showing a relative position calculation process. フォークリフトと、撮像装置に撮像される障害物とを示す模式図。The schematic diagram which shows the forklift and the obstacle which is imaged by the image pickup apparatus. ワールド座標系に対象物をプロットした図。A plot of an object in the world coordinate system. フォークリフトと、撮像装置によって撮像されなくなった障害物とを示す模式図。The schematic diagram which shows the forklift and the obstacle which is no longer imaged by the image pickup apparatus. 撮像装置によって障害物が撮像されなくなった場合のワールド座標系を示す図。The figure which shows the world coordinate system when the obstacle is not image | photographed by the image pickup apparatus. 第2実施形態における障害物を検知するための処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process for detecting an obstacle in 2nd Embodiment. 第2実施形態における障害物の移動推定をするための処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process for estimating the movement of an obstacle in 2nd Embodiment. 変形例における障害物の検知手段を説明するための図。The figure for demonstrating the obstacle detection means in the modification.

(第1実施形態)
以下、安全装置の第1実施形態について説明する。
図1及び図2に示すように、移動体としてのフォークリフト10は、車体11と、車体11の前部に設けられた荷役装置12と、を備える。フォークリフト10は、駆動輪13と、操舵輪14と、駆動輪13を駆動させる走行用モータM1と、を備える。なお、フォークリフト10は、自動で走行動作及び荷役動作が行われるものであってもよいし、搭乗者(オペレータ)による操作によって走行動作及び荷役動作が行われるものであってもよい。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the safety device will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the forklift 10 as a moving body includes a vehicle body 11 and a cargo handling device 12 provided at a front portion of the vehicle body 11. The forklift 10 includes a drive wheel 13, a steering wheel 14, and a traveling motor M1 that drives the drive wheel 13. The forklift 10 may be one in which the traveling operation and the cargo handling operation are automatically performed, or the forklift 10 may be one in which the traveling operation and the cargo handling operation are performed by the operation by the passenger (operator).

荷役装置12は、マスト15を備える。マスト15は、車体11に対して前後に傾動可能に支持されたアウタマスト16と、アウタマスト16に対して昇降可能なインナマスト17と、を備える。フォークリフト10は、マスト15を傾動させるティルトシリンダ18と、インナマスト17を昇降させるリフトシリンダ19と、を備える。ティルトシリンダ18及びリフトシリンダ19は油圧シリンダである。荷役装置12は、インナマスト17とともに昇降する荷役具(例えば、フォークや、ロールクランプ装置などのアタッチメント)Lを備える。 The cargo handling device 12 includes a mast 15. The mast 15 includes an outer mast 16 that is supported so as to be tilted back and forth with respect to the vehicle body 11, and an inner mast 17 that can be raised and lowered with respect to the outer mast 16. The forklift 10 includes a tilt cylinder 18 for tilting the mast 15 and a lift cylinder 19 for raising and lowering the inner mast 17. The tilt cylinder 18 and the lift cylinder 19 are hydraulic cylinders. The cargo handling device 12 includes a cargo handling tool (for example, an attachment such as a fork or a roll clamp device) L that moves up and down together with the inner mast 17.

フォークリフト10は、メインコントローラ20と、走行用モータM1を制御する走行制御装置23と、車速センサ24と、揚高センサ25と、ハンドル角センサ26と、を備える。メインコントローラ20は、走行動作、及び、荷役動作に関する制御を行う。メインコントローラ20は、CPU(演算部)21と、種々の制御を行うためのプログラムなどが記憶されたメモリ22と、を備える。 The forklift 10 includes a main controller 20, a travel control device 23 for controlling the travel motor M1, a vehicle speed sensor 24, a lift sensor 25, and a steering wheel angle sensor 26. The main controller 20 controls the traveling operation and the cargo handling operation. The main controller 20 includes a CPU (calculation unit) 21 and a memory 22 in which programs for performing various controls and the like are stored.

メインコントローラ20のCPU21は、フォークリフト10の車速が目標速度となるように走行制御装置23に走行用モータM1の回転数の指令を与える。メインコントローラ20は、走行制御装置23に走行用モータM1を回転させる方向の指令を与えることで、フォークリフト10を進行させる方向(前進又は後進)を制御する。 The CPU 21 of the main controller 20 gives a command of the rotation speed of the traveling motor M1 to the traveling control device 23 so that the vehicle speed of the forklift 10 becomes the target speed. The main controller 20 controls the direction (forward or reverse) of the forklift 10 by giving a command to the travel control device 23 in the direction of rotating the travel motor M1.

本実施形態の走行制御装置23は、モータドライバである。本実施形態の車速センサ24は、走行用モータM1の回転数を検出する回転数センサである。車速センサ24は、走行用モータM1の回転数を走行制御装置23に出力する。走行制御装置23は、メインコントローラ20からの指令に基づき、走行用モータM1の回転数が指令と一致するように走行用モータM1を制御する。走行制御装置23は、走行用モータM1の回転方向がメインコントローラ20からの指令と一致するように走行用モータM1を制御する。 The travel control device 23 of this embodiment is a motor driver. The vehicle speed sensor 24 of the present embodiment is a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the traveling motor M1. The vehicle speed sensor 24 outputs the rotation speed of the traveling motor M1 to the traveling control device 23. The travel control device 23 controls the travel motor M1 so that the rotation speed of the travel motor M1 matches the command based on the command from the main controller 20. The travel control device 23 controls the travel motor M1 so that the rotation direction of the travel motor M1 coincides with a command from the main controller 20.

揚高センサ25は、例えば、リール式の揚高センサである。揚高センサ25は、一端が荷役具Lに接続された図示しないワイヤと、そのワイヤが巻き掛けられる図示しないリールと、リールの回転量を検出するための回転検出器(ロータリーエンコーダ)と、を備える。揚高センサ25は、検出結果をメインコントローラ20に出力する。 The lift sensor 25 is, for example, a reel-type lift sensor. The lift sensor 25 includes a wire (not shown) whose one end is connected to the cargo handling tool L, a reel (not shown) around which the wire is wound, and a rotation detector (rotary encoder) for detecting the amount of rotation of the reel. Be prepared. The lift sensor 25 outputs the detection result to the main controller 20.

ハンドル角センサ26は、ハンドルに配設されており、ハンドルの操作量(角度)を検出する。ハンドル角センサ26は、検出結果をメインコントローラ20に出力する。メインコントローラ20は、ハンドルの操作量(角度)に応じた舵角となるように操舵輪14の向きを制御する。 The steering wheel angle sensor 26 is arranged on the steering wheel and detects the operation amount (angle) of the steering wheel. The steering wheel angle sensor 26 outputs the detection result to the main controller 20. The main controller 20 controls the direction of the steering wheel 14 so that the steering angle is set according to the operation amount (angle) of the steering wheel.

フォークリフト10には、安全装置30が搭載されている。安全装置30は、2つの撮像装置31,41を備える。2つの撮像装置31,41のうちの一方は、前方撮像装置31であり、他方は後方撮像装置41である。前方撮像装置31は、フォークリフト10の前方を撮像するステレオカメラである。後方撮像装置41は、フォークリフト10の後方を撮影するステレオカメラである。 The forklift 10 is equipped with a safety device 30. The safety device 30 includes two imaging devices 31 and 41. One of the two image pickup devices 31 and 41 is the front image pickup device 31, and the other is the rear image pickup device 41. The front image pickup device 31 is a stereo camera that images the front of the forklift 10. The rear imaging device 41 is a stereo camera that photographs the rear of the forklift 10.

各撮像装置31,41は、車体11の上部に配置されている。前方撮像装置31は、2つのカメラ32,33を備える。2つのカメラ32,33のうち一方を第1カメラ32、他方を第2カメラ33とする。カメラ32,33としては、例えば、CCDイメージセンサや、CMOSイメージセンサが用いられる。各カメラ32,33は、互いの光軸が平行となるように配置されている。なお、各カメラ32,33の光軸は、水平であってもよいし、水平でなくてもよい。後方撮像装置41は、前方撮像装置31と同一構成であり、第1カメラ42と、第2カメラ43と、を備える。以下の説明において、第1カメラ32,42によって撮像された画像を第1画像、第2カメラ33,43によって撮像された画像を第2画像として説明を行う。 The imaging devices 31 and 41 are arranged on the upper part of the vehicle body 11. The front imaging device 31 includes two cameras 32 and 33. One of the two cameras 32 and 33 is the first camera 32, and the other is the second camera 33. As the cameras 32 and 33, for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor is used. The cameras 32 and 33 are arranged so that their optical axes are parallel to each other. The optical axes of the cameras 32 and 33 may or may not be horizontal. The rear imaging device 41 has the same configuration as the front imaging device 31, and includes a first camera 42 and a second camera 43. In the following description, the images captured by the first cameras 32 and 42 will be referred to as the first image, and the images captured by the second cameras 33 and 43 will be referred to as the second image.

前方撮像装置31(第1カメラ32及び第2カメラ33)の垂直画角θ1の最も上側U1、即ち、前方撮像装置31の撮像範囲の最も上側は水平面よりも上となっている。同様に、後方撮像装置41(第1カメラ42及び第2カメラ43)の垂直画角θ2の最も上側U2は、水平面よりも上となっている。これにより、各撮像装置31,41は、取り付け位置よりも上方を撮像可能である。 The uppermost U1 of the vertical angle of view θ1 of the front imaging device 31 (the first camera 32 and the second camera 33), that is, the uppermost upper side of the imaging range of the front imaging device 31 is above the horizontal plane. Similarly, the uppermost U2 of the vertical angle of view θ2 of the rear imaging device 41 (first camera 42 and second camera 43) is above the horizontal plane. As a result, each of the image pickup devices 31 and 41 can take an image above the mounting position.

安全装置30は、各撮像装置31,41によって撮像された画像から障害物を検知する画像処理装置50を備える。画像処理装置50は、CPU、RAM、ROM等から構成されている。画像処理装置50は、上方の障害物を検知する。なお、上方の障害物とは、フォークリフト10が走行する床よりも上方に位置しており、フォークリフト10の上部が衝突するおそれのある障害物である。上方の障害物としては、例えば、梁や、シャッターが挙げられる。 The safety device 30 includes an image processing device 50 that detects an obstacle from the images captured by the image pickup devices 31 and 41. The image processing device 50 is composed of a CPU, RAM, ROM, and the like. The image processing device 50 detects an obstacle above. The upper obstacle is an obstacle that is located above the floor on which the forklift 10 travels and may collide with the upper part of the forklift 10. Examples of obstacles above include beams and shutters.

画像処理装置50は、図3に示す処理を所定の制御周期毎に繰り返し行う。以下、画像処理装置50の行う処理について安全装置30の作用とともに説明する。
図3に示すように、画像処理装置50は、撮像装置31,41によって撮像された画像から、視差を算出する(ステップS10)。視差は、撮像装置31,41のそれぞれについて第1画像と、第2画像とを比較し、各画像に写る同一の対象物について第1画像と第2画像の画像位置(ピクセル)の差を算出することで得られる。画像位置の差は、第1画像に写る対象物と、第2画像に写る対象物との画素(ピクセル)数の差[px]である。本実施形態において、視差は視差画像として得られる。視差画像とは、撮像装置31,41によって撮像された画像に写る対象物と、当該対象物の視差とを対応付けた画像である。視差画像には、画素毎に視差が対応付けられている。視差画像の画素数は、第1画像(第2画像)の画素数と同一である。なお、視差画像とは、必ずしも表示を要するものではなく、視差画像における各画素(視差画像におけるX座標及びY座標)に視差が対応付けられたデータのことを示す。
The image processing device 50 repeats the process shown in FIG. 3 at predetermined control cycles. Hereinafter, the processing performed by the image processing device 50 will be described together with the operation of the safety device 30.
As shown in FIG. 3, the image processing device 50 calculates the parallax from the images captured by the image pickup devices 31 and 41 (step S10). For the parallax, the first image and the second image are compared with each of the image pickup devices 31 and 41, and the difference in the image positions (pixels) of the first image and the second image is calculated for the same object appearing in each image. Obtained by doing. The difference in image position is the difference [px] in the number of pixels (pixels) between the object reflected in the first image and the object reflected in the second image. In this embodiment, the parallax is obtained as a parallax image. The parallax image is an image in which an object captured by the images captured by the imaging devices 31 and 41 and the parallax of the object are associated with each other. Parallax is associated with each pixel in the parallax image. The number of pixels of the parallax image is the same as the number of pixels of the first image (second image). The parallax image does not necessarily require display, and indicates data in which parallax is associated with each pixel (X coordinate and Y coordinate in the parallax image) in the parallax image.

なお、対象物とは、各画像に含まれる特徴部分であり、例えば、物体のエッジなど、境目として認識可能な部分である。対象物は、輝度情報などから検出することができ、画像処理装置50は、対象物から視差を算出することができる。 The object is a feature portion included in each image, and is a portion that can be recognized as a boundary, such as an edge of an object. The object can be detected from the luminance information and the like, and the image processing device 50 can calculate the parallax from the object.

画像処理装置50は、視差からフォークリフト10の周囲に存在する対象物の位置を算出する(ステップS11)。まず、画像処理装置50は、各撮像装置31,41によって得られた視差画像からカメラ座標系における対象物の位置を算出する。カメラ座標系は、光軸をZ軸とし、光軸に直交する2つの軸のそれぞれをX軸、Y軸とする3軸直交座標系である。カメラ座標系における対象物の位置は、カメラ座標系におけるZ座標Zc、X座標Xc、Y座標Ycで表わすことができる。Z座標Zc、X座標Xc、及び、Y座標Ycは、それぞれ、以下の(1)式〜(3)式を用いて算出することができる。 The image processing device 50 calculates the position of an object existing around the forklift 10 from the parallax (step S11). First, the image processing device 50 calculates the position of the object in the camera coordinate system from the parallax images obtained by the image pickup devices 31 and 41. The camera coordinate system is a three-axis Cartesian coordinate system in which the optical axis is the Z axis and the two axes orthogonal to the optical axis are the X axis and the Y axis, respectively. The position of the object in the camera coordinate system can be represented by the Z coordinate Zc, the X coordinate Xc, and the Y coordinate Yc in the camera coordinate system. The Z coordinate Zc, the X coordinate Xc, and the Y coordinate Yc can be calculated using the following equations (1) to (3), respectively.

ここで、Bは各撮像装置31,41の眼間距離[m]、fは焦点距離[m]、dは視差[px]である。xpは視差画像中の任意のX座標(任意の画素の横ピクセル)、x’は視差画像中の中心X座標である。ypは視差画像中の任意のY座標(任意の画素の縦ピクセル)、y’は視差画像中の中心Y座標である。視差画像中の全ての対象物について、上記した(1)式〜(3)式の計算は行われる。 Here, B is the inter-eye distance [m] of each of the imaging devices 31 and 41, f is the focal length [m], and d is the parallax [px]. xp is an arbitrary X coordinate (horizontal pixel of an arbitrary pixel) in the parallax image, and x'is the center X coordinate in the parallax image. yp is an arbitrary Y coordinate in the parallax image (vertical pixel of an arbitrary pixel), and y'is the center Y coordinate in the parallax image. The above equations (1) to (3) are calculated for all the objects in the parallax image.

ここで、フォークリフト10の前後方向に延びる軸を第1の軸としてのY軸、鉛直方向に延びる軸を第2の軸としてのZ軸、Y軸及びZ軸に直交する軸を第3の軸としてのX軸とする3軸直交座標系(ワールド座標系)での座標を実空間上での座標(ワールド座標)とする。実空間上での対象物の位置は、実空間上におけるX座標Xw、Y座標Yw、Z座標Zwで表わすことができる。 Here, the axis extending in the front-rear direction of the forklift 10 is the Y-axis as the first axis, the axis extending in the vertical direction is the Z-axis as the second axis, and the Y-axis and the axis orthogonal to the Z-axis are the third axes. The coordinates in the 3-axis Cartesian coordinate system (world coordinate system), which is the X-axis, are the coordinates in the real space (world coordinates). The position of the object in the real space can be represented by the X coordinate Xw, the Y coordinate Yw, and the Z coordinate Zw in the real space.

各カメラ32,33,42,43の光軸が水平(鉛直方向と直交)となるように撮像装置31,41が設置されている場合、Xc=Xw、Yc=Zw、Zc=Ywとなる。即ち、カメラ座標系における対象物の位置が実空間上での対象物の位置となる。 When the image pickup devices 31 and 41 are installed so that the optical axes of the cameras 32, 33, 42, and 43 are horizontal (orthogonal to the vertical direction), Xc = Xw, Yc = Zw, and Zc = Yw. That is, the position of the object in the camera coordinate system is the position of the object in the real space.

一方で、各カメラ32,33、42,43の光軸が水平(鉛直方向と直交)ではない場合、画像処理装置50は、以下の(4)式を用いて座標変換(ワールド座標変換)を行う。 On the other hand, when the optical axes of the cameras 32, 33, 42, and 43 are not horizontal (orthogonal to the vertical direction), the image processing device 50 performs coordinate conversion (world coordinate conversion) using the following equation (4). Do.

ここで、Hはワールド座標系における撮像装置31,41の取り付け高さであり、θはカメラ32,33、42,43の光軸と、水平面とがなす角+90°の角度である。本実施形態において、画像処理装置50は、算出手段として機能する。 Here, H is the mounting height of the imaging devices 31 and 41 in the world coordinate system, and θ is the angle + 90 ° between the optical axes of the cameras 32, 33, 42 and 43 and the horizontal plane. In the present embodiment, the image processing device 50 functions as a calculation means.

次に、画像処理装置50は、進行方向に障害物があるか否かの判定を行う(ステップS12)。なお、進行方向は、例えば、車速センサ24によって検出される走行用モータM1の回転方向、及び、ハンドル角センサ26によって検出される角度から把握することができる。障害物の有無の判定は、ワールド座標系に対象物をプロットすることで行われる。 Next, the image processing device 50 determines whether or not there is an obstacle in the traveling direction (step S12). The traveling direction can be grasped from, for example, the rotation direction of the traveling motor M1 detected by the vehicle speed sensor 24 and the angle detected by the steering wheel angle sensor 26. The presence or absence of an obstacle is determined by plotting the object in the world coordinate system.

一例として、図5に示すように、フォークリフト10が後進している場合で、フォークリフト10の後方にマスト15に衝突する高さの障害物(シャッター)Bが存在している場合の障害物検知について説明する。 As an example, as shown in FIG. 5, when the forklift 10 is moving backward and there is an obstacle (shutter) B having a height that collides with the mast 15 behind the forklift 10, the obstacle detection is performed. explain.

図6に示すように、フォークリフト10の後方の領域について、ワールド座標系に対象物の位置をプロットする。ワールド座標系にプロットされた対象物の位置を特徴点Pとする。特徴点Pとは、ワールド座標系において、視差(対象物の位置)を得られた座標といえる。なお、図6では、障害物の下端を対象物としてプロットしている。 As shown in FIG. 6, the position of the object is plotted in the world coordinate system for the region behind the forklift 10. Let the position of the object plotted in the world coordinate system be the feature point P. The feature point P can be said to be the coordinates obtained by obtaining the parallax (position of the object) in the world coordinate system. In FIG. 6, the lower end of the obstacle is plotted as an object.

画像処理装置50は、対象物のうちフォークリフト10に衝突するおそれのあるものを障害物と判断する。なお、障害物か否かの判定は、対象物のZ座標Zwから判定することができる。画像処理装置50は、フォークリフト10の高さ(例えば、インナマスト17の最高到達点)と、対象物の高さとを比較することで、対象物が障害物か否かを判定する。 The image processing device 50 determines that an object that may collide with the forklift 10 is an obstacle. It should be noted that the determination as to whether or not the object is an obstacle can be determined from the Z coordinate Zw of the object. The image processing device 50 determines whether or not the object is an obstacle by comparing the height of the forklift 10 (for example, the highest reaching point of the inner mast 17) with the height of the object.

図3に示すように、ステップS12の判定結果が肯定の場合、画像処理装置50はステップS13の処理を行う。一方で、ステップS12の判定結果が否定の場合、画像処理装置50はステップS14の処理を行う。まず、ステップS12の判定結果が肯定の場合について説明する。 As shown in FIG. 3, when the determination result in step S12 is affirmative, the image processing device 50 performs the process in step S13. On the other hand, if the determination result in step S12 is negative, the image processing device 50 performs the process in step S14. First, a case where the determination result in step S12 is affirmative will be described.

画像処理装置50は、障害物をクラスタ化し、クラスタ化した障害物の位置情報(座標)を保存(記憶)する(ステップS13)。クラスタ化とは、障害物となる対象物をプロットした複数の特徴点Pの集合体を1つの障害物Bとみなすことである。例えば、図6のように、X軸上に密集する特徴点Pは、1つの障害物Bとして扱う。障害物Bの位置情報(ワールド座標)は、RAMや、EEPROMなどの書き換え可能なメモリに一時的に保存(記憶)される。なお、障害物Bの位置情報は、クラスタ化された障害物Bの座標に基づいて定められる。例えば、クラスタ化された複数の特徴点Pのうちから任意の特徴点Pの座標を障害物Bの位置情報としてもよいし、クラスタ化された障害物Bの中心座標を位置情報としてもよい。画像処理装置50は、記憶手段として機能している。 The image processing device 50 clusters obstacles and stores (stores) the position information (coordinates) of the clustered obstacles (step S13). Clustering is to regard an aggregate of a plurality of feature points P plotting an object as an obstacle as one obstacle B. For example, as shown in FIG. 6, feature points P densely packed on the X-axis are treated as one obstacle B. The position information (world coordinates) of the obstacle B is temporarily stored (stored) in a rewritable memory such as RAM or EEPROM. The position information of the obstacle B is determined based on the coordinates of the clustered obstacle B. For example, the coordinates of any feature point P from the plurality of clustered feature points P may be used as the position information of the obstacle B, or the center coordinates of the clustered obstacle B may be used as the position information. The image processing device 50 functions as a storage means.

図3に示すように、画像処理装置50は、相対位置算出処理を行う(ステップS20)。
図4に示すように、相対位置算出処理において、画像処理装置50は、フォークリフト10と、障害物Bとの相対位置を算出する(ステップS21)。相対位置は、障害物BのY座標Ywから算出することができる。画像処理装置50は、算出した相対位置をメインコントローラ20に出力する。
As shown in FIG. 3, the image processing device 50 performs the relative position calculation process (step S20).
As shown in FIG. 4, in the relative position calculation process, the image processing device 50 calculates the relative position between the forklift 10 and the obstacle B (step S21). The relative position can be calculated from the Y coordinate Yw of the obstacle B. The image processing device 50 outputs the calculated relative position to the main controller 20.

メインコントローラ20は、フォークリフト10と障害物Bとの相対距離が所定値以下か否かを判定する(ステップS22)。所定値とは、例えば、フォークリフト10の最高速度や、制動性能などに基づき定められる値である。 The main controller 20 determines whether or not the relative distance between the forklift 10 and the obstacle B is equal to or less than a predetermined value (step S22). The predetermined value is, for example, a value determined based on the maximum speed of the forklift 10 and the braking performance.

ステップS22の判定結果が否定の場合、メインコントローラ20は処理を終了する。ステップS22の判定結果が肯定の場合、メインコントローラ20は減速処理を行う(ステップS23)。減速処理としては、フォークリフト10を停止させる処理、フォークリフト10の速度を現在速度から段階的に低下させる処理、フォークリフト10の速度に制限を課し、制限速度を上回る速度での走行を規制する処理など、様々な処理が挙げられる。 If the determination result in step S22 is negative, the main controller 20 ends the process. If the determination result in step S22 is affirmative, the main controller 20 performs deceleration processing (step S23). The deceleration process includes a process of stopping the forklift 10, a process of gradually reducing the speed of the forklift 10 from the current speed, a process of imposing a limit on the speed of the forklift 10 and restricting running at a speed exceeding the speed limit, and the like. , Various processing can be mentioned.

次に、ステップS12において、障害物Bが検知されなかった場合の処理について説明する。
図3に示すように、ステップS12の判定結果が否定の場合、画像処理装置50はステップS14の処理を行う。画像処理装置50は、1周期前の処理で、障害物Bが検知されていたか否かを判定する(ステップS14)。
Next, in step S12, processing when the obstacle B is not detected will be described.
As shown in FIG. 3, when the determination result in step S12 is negative, the image processing device 50 performs the process in step S14. The image processing device 50 determines whether or not the obstacle B has been detected in the process one cycle before (step S14).

図7、及び、図8に示すように、図5の状態からフォークリフト10が障害物Bに近付くと、後方撮像装置41の垂直画角θ2から障害物Bが外れる。すると、後方撮像装置41によって障害物Bが撮像されなくなる。後方撮像装置41によって障害物Bが撮像されなくなると、障害物Bが撮像されていたときにプロットされていた特徴点Pはプロットされなくなる。即ち、一度検知した障害物Bが検知されなくなる(検知ロストする)。ステップS14の判定結果が肯定の場合、フォークリフト10が移動したことで、障害物Bが撮像装置31,41の垂直画角θ1,θ2から外れたと判断できる。 As shown in FIGS. 7 and 8, when the forklift 10 approaches the obstacle B from the state of FIG. 5, the obstacle B is removed from the vertical angle of view θ2 of the rear imaging device 41. Then, the obstacle B is not imaged by the rear image pickup device 41. When the obstacle B is no longer imaged by the rear imaging device 41, the feature points P that were plotted when the obstacle B was imaged are not plotted. That is, the obstacle B once detected is not detected (detection is lost). If the determination result in step S14 is affirmative, it can be determined that the obstacle B has deviated from the vertical angles of view θ1 and θ2 of the image pickup devices 31 and 41 due to the movement of the forklift 10.

図3に示すように、ステップS14の判定結果が肯定の場合、画像処理装置50は、ステップS15の処理を行う。画像処理装置50は、位置推定フラグをオンにする(ステップS15)。次に、画像処理装置50は、相対位置算出処理を行う(ステップS20)。この際の相対位置算出処理では、ステップS21における相対位置の算出の際に、ステップS13で記憶された位置情報、フォークリフト10の進行方向、及び、フォークリフト10の速度に基づいて相対位置が算出される。フォークリフト10の進行方向は、走行用モータM1の回転方向及びハンドル角から把握できる。フォークリフト10の進行方向と、速度とを把握できると、障害物Bを最後に検知した位置からフォークリフト10が移動した方向と、移動した距離とを把握できる。このため、ステップS13で記憶された障害物Bの位置にフォークリフト10の移動した方向と移動した距離とを加味した上で、障害物Bとフォークリフト10との相対位置を算出することができる。なお、1回の制御周期の間にフォークリフト10が進む距離が僅かであることを考慮すれば、フォークリフト10と障害物Bとの相対位置は、1回前の制御周期で算出されたものと同一とみなしてもよい。なお、以下の説明において、フォークリフト10の進行方向と、フォークリフト10の速度とを車両情報として説明を行う。 As shown in FIG. 3, when the determination result in step S14 is affirmative, the image processing device 50 performs the process in step S15. The image processing device 50 turns on the position estimation flag (step S15). Next, the image processing device 50 performs the relative position calculation process (step S20). In the relative position calculation process at this time, when calculating the relative position in step S21, the relative position is calculated based on the position information stored in step S13, the traveling direction of the forklift 10, and the speed of the forklift 10. .. The traveling direction of the forklift 10 can be grasped from the rotation direction and the steering wheel angle of the traveling motor M1. If the traveling direction and the speed of the forklift 10 can be grasped, the direction in which the forklift 10 has moved and the distance moved from the position where the obstacle B was last detected can be grasped. Therefore, the relative position between the obstacle B and the forklift 10 can be calculated after adding the moving direction and the moving distance of the forklift 10 to the position of the obstacle B stored in step S13. Considering that the distance traveled by the forklift 10 during one control cycle is small, the relative position between the forklift 10 and the obstacle B is the same as that calculated in the previous control cycle. May be regarded as. In the following description, the traveling direction of the forklift 10 and the speed of the forklift 10 will be described as vehicle information.

ステップS14の判定結果が否定の場合、画像処理装置50は、ステップS16の処理を行う。画像処理装置50は、位置推定フラグがオンか否かを判定する(ステップS16)。ステップS16の判定結果が肯定の場合、一度検出された障害物Bが、フォークリフト10が移動したことで検出されなくなったと判断できる。一方で、ステップS16の判定結果が否定の場合、障害物Bの検出が行われていないと判断できる。画像処理装置50は、ステップS16の判定結果が否定の場合、フォークリフト10が衝突する障害物Bは存在しないと判断し、処理を終了する。画像処理装置50は、ステップS16の判定結果が肯定の場合、ステップS17の処理を行う。 If the determination result in step S14 is negative, the image processing device 50 performs the process in step S16. The image processing device 50 determines whether or not the position estimation flag is on (step S16). If the determination result in step S16 is affirmative, it can be determined that the obstacle B once detected is no longer detected due to the movement of the forklift 10. On the other hand, if the determination result in step S16 is negative, it can be determined that the obstacle B has not been detected. If the determination result in step S16 is negative, the image processing device 50 determines that there is no obstacle B with which the forklift 10 collides, and ends the process. If the determination result in step S16 is affirmative, the image processing device 50 performs the process in step S17.

画像処理装置50は、障害物Bの位置推定を行う(ステップS17)。画像処理装置50は、ステップS13で記憶された障害物Bの位置情報、及び、車両情報から障害物Bの位置を推定する。 The image processing device 50 estimates the position of the obstacle B (step S17). The image processing device 50 estimates the position of the obstacle B from the position information of the obstacle B and the vehicle information stored in step S13.

画像処理装置50は、車両情報から、障害物Bを最後に検出した制御周期から、今回の制御周期までに、フォークリフト10が移動した方向と、移動した距離を算出する。フォークリフト10が移動すると、障害物Bの位置(ワールド座標)も変化する。画像処理装置50は、ステップS13で記憶された位置情報に車両情報によって得られたフォークリフト10の移動方向と、移動した距離とを加味して、障害物Bの現在の位置(ワールド座標)を推定する。これにより、撮像装置31,41によって障害物Bが撮像されなくなっていても、障害物Bの位置が推定される。画像処理装置50は、推定手段として機能する。 The image processing device 50 calculates the direction in which the forklift 10 has moved and the distance traveled from the control cycle in which the obstacle B was last detected to the current control cycle from the vehicle information. When the forklift 10 moves, the position (world coordinates) of the obstacle B also changes. The image processing device 50 estimates the current position (world coordinates) of the obstacle B by adding the moving direction of the forklift 10 obtained by the vehicle information and the moved distance to the position information stored in step S13. To do. As a result, the position of the obstacle B is estimated even if the obstacle B is not imaged by the imaging devices 31 and 41. The image processing device 50 functions as an estimation means.

次に、画像処理装置50は、相対位置算出処理を行う(ステップS20)。この際の相対位置算出処理では、ステップS21における相対位置の算出の際に、ステップS17で推定された障害物Bの位置から、フォークリフト10と障害物Bとの相対位置が算出される。 Next, the image processing device 50 performs the relative position calculation process (step S20). In the relative position calculation process at this time, when the relative position is calculated in step S21, the relative position between the forklift 10 and the obstacle B is calculated from the position of the obstacle B estimated in step S17.

なお、本実施形態において、位置推定フラグは、検出された障害物Bをフォークリフト10が通過したと推定されたとき、減速処理が行われたとき、ステップS12の判定結果が肯定となったときなどにオフされる。 In the present embodiment, the position estimation flag is set when it is estimated that the forklift 10 has passed the detected obstacle B, when deceleration processing is performed, when the determination result in step S12 is affirmative, and the like. Is turned off.

したがって、上記実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
(1)画像処理装置50は、フォークリフト10の移動に伴い、障害物Bが撮像装置31,41によって撮像されなくなった場合、障害物Bの位置を推定する。このため、障害物Bが撮像装置31,41によって撮像されなくなった場合であっても、フォークリフト10と障害物Bとの相対位置を把握できる。したがって、フォークリフト10と障害物Bとの位置関係が把握不能になることが抑止される。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The image processing device 50 estimates the position of the obstacle B when the obstacle B is no longer imaged by the image pickup devices 31 and 41 due to the movement of the forklift 10. Therefore, even when the obstacle B is no longer imaged by the imaging devices 31 and 41, the relative position between the forklift 10 and the obstacle B can be grasped. Therefore, it is prevented that the positional relationship between the forklift 10 and the obstacle B cannot be grasped.

(2)画像処理装置50は、車両情報から、障害物Bを最後に検知した位置からフォークリフト10が移動した方向と、移動した距離とを把握できる。これを利用することで、画像処理装置50は、障害物Bの位置を推定することができる。 (2) The image processing device 50 can grasp from the vehicle information the direction in which the forklift 10 has moved from the position where the obstacle B was last detected and the distance in which the forklift 10 has moved. By utilizing this, the image processing device 50 can estimate the position of the obstacle B.

(3)撮像装置31,41は、垂直画角θ1,θ2の範囲に写る障害物Bを撮像する。このため、超音波や、レーザなどで距離を計測する距離計によって障害物までの距離を検出し、これにより障害物を検知する場合に比べて、障害物を検知できる範囲が広い。 (3) The image pickup devices 31 and 41 take an image of the obstacle B reflected in the range of the vertical angles of view θ1 and θ2. Therefore, the range in which obstacles can be detected is wider than in the case where the distance to an obstacle is detected by a range finder that measures the distance with ultrasonic waves or a laser, and thereby the obstacle is detected.

また、距離計によって障害物を検知する場合、超音波やレーザを障害物に照射するため、フォークリフト10の上部に距離計を配置する必要がある。これに対し、撮像装置31,41により障害物を検知する場合、障害物を検知できる範囲が広いため、フォークリフト10の上部以外に撮像装置31,41を配置できる。即ち、配置上の制約が少ない。 Further, when an obstacle is detected by the distance meter, it is necessary to arrange the distance meter on the upper part of the forklift 10 in order to irradiate the obstacle with ultrasonic waves or a laser. On the other hand, when the image pickup devices 31 and 41 detect an obstacle, the image pickup devices 31 and 41 can be arranged in addition to the upper part of the forklift 10 because the range in which the obstacle can be detected is wide. That is, there are few restrictions on placement.

(第2実施形態)
以下、安全装置の第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態の安全装置は、障害物の検知に関する処理が第1実施形態とは異なる。以下の説明において、第1実施形態と同様な記載については、同一符号を付すことで説明を省略、あるいは、簡略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the safety device will be described. The safety device of the second embodiment is different from the first embodiment in the processing related to the detection of obstacles. In the following description, the same description as in the first embodiment will be omitted or simplified by adding the same reference numerals.

図9に示すように、画像処理装置50は、第1実施形態と同様に、視差を算出し(ステップS10)、視差を用いて対象物の位置を算出する(ステップS11)。次に、画像処理装置50は、マスト15(インナマスト17)の高さを取得する(ステップS31)。マスト15の高さは、揚高センサ25の検出結果を取得することで、把握できる。なお、揚高センサ25の検出結果は、揚高センサ25から取得するようにしてもよいし、メインコントローラ20を介して取得するようにしてもよい。 As shown in FIG. 9, the image processing apparatus 50 calculates the parallax (step S10) and calculates the position of the object using the parallax (step S11), as in the first embodiment. Next, the image processing device 50 acquires the height of the mast 15 (inner mast 17) (step S31). The height of the mast 15 can be grasped by acquiring the detection result of the lift sensor 25. The detection result of the lift sensor 25 may be acquired from the lift sensor 25 or may be acquired via the main controller 20.

次に、画像処理装置50は、進行方向に障害物Bがあるか否かを判定し(ステップS12)、障害物Bがある場合には、クラスタ化・保存を行う(ステップS13)。
次に、画像処理装置50は、障害物Bの移動推定を行う(ステップS40)。障害物Bの移動推定は、障害物Bが移動(上下動)しているか否かを判定し、障害物Bが移動している場合には移動速度を算出する処理である。フォークリフト10などの接近を検知して、自動で開閉するシャッターなど、障害物Bによっては、上下方向の位置が変動するものがある。この場合、障害物Bの上下方向の位置によって、フォークリフト10に衝突するか否かが異なるため、障害物Bが移動しているか否かを判定する。
Next, the image processing device 50 determines whether or not there is an obstacle B in the traveling direction (step S12), and if there is an obstacle B, clusters and saves it (step S13).
Next, the image processing device 50 estimates the movement of the obstacle B (step S40). The movement estimation of the obstacle B is a process of determining whether or not the obstacle B is moving (moving up and down), and if the obstacle B is moving, calculating the moving speed. Depending on the obstacle B, such as a shutter that automatically opens and closes when the forklift 10 or the like is approaching, the position in the vertical direction may change. In this case, whether or not the forklift 10 collides with the forklift 10 differs depending on the vertical position of the obstacle B, so it is determined whether or not the obstacle B is moving.

図10に示すように、障害物Bの移動推定において、画像処理装置50は、障害物Bが動いているか否かを判定する(ステップS41)。なお、障害物Bの移動推定において判定される動きは、上下方向の動きの有無であり、水平方向の動きの有無は判定されない。ステップS41の判定結果が否定の場合、画像処理装置50は障害物Bの移動推定の処理を終了する。 As shown in FIG. 10, in estimating the movement of the obstacle B, the image processing device 50 determines whether or not the obstacle B is moving (step S41). The movement determined in the movement estimation of the obstacle B is the presence or absence of vertical movement, and the presence or absence of horizontal movement is not determined. If the determination result in step S41 is negative, the image processing device 50 ends the process of estimating the movement of the obstacle B.

ステップS41の判定結果が肯定の場合、画像処理装置50は、障害物Bの移動速度と、障害物Bの移動方向(上又は下)とを算出する(ステップS42)。障害物Bが移動しているか否かの判定、障害物Bの移動方向及び移動速度の算出は、所謂オプティカルフローによって行われる。 If the determination result in step S41 is affirmative, the image processing device 50 calculates the moving speed of the obstacle B and the moving direction (up or down) of the obstacle B (step S42). The determination of whether or not the obstacle B is moving, the calculation of the moving direction and the moving speed of the obstacle B are performed by the so-called optical flow.

図9に示すように、障害物Bの移動推定が終了すると、画像処理装置50は、相対位置算出処理を行う(ステップS20)。相対位置算出処理は、第1実施形態と同様の処理である。 As shown in FIG. 9, when the movement estimation of the obstacle B is completed, the image processing device 50 performs the relative position calculation process (step S20). The relative position calculation process is the same process as that of the first embodiment.

ステップS12の判定結果が否定の場合、画像処理装置50は、1周期前の処理で、障害物Bが検知されていたか否かを判定する(ステップS14)。ステップS14の判定結果が否定の場合、画像処理装置50は、位置推定フラグがオンか否かを判定する(ステップS16)。ステップS16の判定結果が肯定の場合、画像処理装置50はステップS32の処理を行う。 If the determination result in step S12 is negative, the image processing device 50 determines whether or not the obstacle B has been detected in the process one cycle before (step S14). If the determination result in step S14 is negative, the image processing device 50 determines whether or not the position estimation flag is on (step S16). If the determination result in step S16 is affirmative, the image processing device 50 performs the process in step S32.

ステップS32において、画像処理装置50は、障害物Bの高さを推定する。障害物Bの高さは、ステップS40で算出された移動速度から推定できる。画像処理装置50は、障害物Bが検知されなくなってから経過した時間と、ステップS40算出された移動速度及び移動方向から、障害物Bが撮像されなくなってからの障害物Bの移動量を算出する。この移動量をステップS13にて記憶された障害物Bの高さに加えることで、障害物Bの高さを推定することができる。なお、ステップS41の判定結果が否定だった場合、即ち、障害物Bが移動していないと判定されていた場合、障害物Bの高さは、ステップS13にて記憶された高さと同一と推定される。 In step S32, the image processing device 50 estimates the height of the obstacle B. The height of the obstacle B can be estimated from the moving speed calculated in step S40. The image processing device 50 calculates the amount of movement of the obstacle B after the obstacle B is no longer imaged from the time elapsed since the obstacle B is no longer detected and the movement speed and the movement direction calculated in step S40. To do. By adding this movement amount to the height of the obstacle B stored in step S13, the height of the obstacle B can be estimated. If the determination result in step S41 is negative, that is, if it is determined that the obstacle B is not moving, the height of the obstacle B is estimated to be the same as the height memorized in step S13. Will be done.

次に、画像処理装置50は、障害物Bの位置を推定する(ステップS17)。次に、画像処理装置50は、ステップS32で推定された障害物Bの高さが、マスト15の高さ以下か否かを判定する(ステップS34)。 Next, the image processing device 50 estimates the position of the obstacle B (step S17). Next, the image processing device 50 determines whether or not the height of the obstacle B estimated in step S32 is equal to or less than the height of the mast 15 (step S34).

ステップS34の判定結果が否定の場合、障害物Bが上昇することで、障害物Bがマスト15に衝突しなくなったと判断できる。一方で、ステップS34の判定結果が肯定の場合、障害物Bとマスト15とが衝突すると判断できる。画像処理装置50は、ステップS34の判定結果が否定の場合、位置推定フラグをオフにし(ステップS35)、処理を終了する。一方で、ステップS34の判定結果が肯定の場合、画像処理装置50は、相対位置算出処理(ステップS20)を行う。画像処理装置50は、衝突判定手段として機能している。 If the determination result in step S34 is negative, it can be determined that the obstacle B does not collide with the mast 15 because the obstacle B rises. On the other hand, if the determination result in step S34 is affirmative, it can be determined that the obstacle B and the mast 15 collide. If the determination result in step S34 is negative, the image processing device 50 turns off the position estimation flag (step S35) and ends the process. On the other hand, if the determination result in step S34 is affirmative, the image processing device 50 performs the relative position calculation process (step S20). The image processing device 50 functions as a collision determination means.

したがって、上記実施形態によれば、第1実施形態の各効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
(2−1)障害物Bが上下方向に移動するか否かを判定し、移動する場合には移動速度を検出している。障害物Bが撮像装置31,41によって撮像されなくなった場合には、障害物Bの移動速度から障害物Bの高さを推定できる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
(2-1) It is determined whether or not the obstacle B moves in the vertical direction, and if it moves, the moving speed is detected. When the obstacle B is no longer imaged by the imaging devices 31 and 41, the height of the obstacle B can be estimated from the moving speed of the obstacle B.

障害物Bが上下方向に移動する動体の場合、撮像装置31,41によって撮像されている間はフォークリフト10に衝突しない位置にあった下降途中の障害物Bが、撮像装置31,41によって撮像されなくなった後に、フォークリフト10に衝突する位置まで下降している場合がある。この場合、障害物Bの位置を推定したにも関わらず、フォークリフト10と障害物Bとが衝突するおそれがある。更に、撮像装置31,41によって撮像されている間はフォークリフト10に衝突する位置にあった上昇途中の障害物Bが、撮像装置31,41によって撮像されなくなった後に、フォークリフト10に衝突しない位置まで上昇している場合がある。この場合、フォークリフト10が障害物Bに衝突しないにも関わらず減速処理が行われ、作業効率が低下する場合がある。 In the case of a moving object in which the obstacle B moves in the vertical direction, the descending obstacle B that was in a position not to collide with the forklift 10 while being imaged by the image pickup devices 31 and 41 is imaged by the image pickup devices 31 and 41. After it disappears, it may have descended to a position where it collides with the forklift 10. In this case, the forklift 10 and the obstacle B may collide with each other even though the position of the obstacle B is estimated. Further, the ascending obstacle B that was in the position of colliding with the forklift 10 while being imaged by the imaging devices 31 and 41 is not imaged by the imaging devices 31 and 41 until the position does not collide with the forklift 10. It may be rising. In this case, the deceleration process may be performed even though the forklift 10 does not collide with the obstacle B, and the work efficiency may decrease.

これに対して、障害物Bの移動速度を加味して障害物Bの高さを推定することで、フォークリフト10と障害物Bが衝突することを抑制でき、障害物Bと衝突しないにも関わらず減速処理が行われることも抑制できる。 On the other hand, by estimating the height of the obstacle B in consideration of the moving speed of the obstacle B, it is possible to suppress the collision between the forklift 10 and the obstacle B, and the forklift 10 does not collide with the obstacle B. It is also possible to suppress the deceleration process.

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○図11に示すように、画像処理装置50は、基準物Nと障害物Bとの相関関係から障害物Bの位置を推定してもよい。基準物Nは、撮像装置31,41によって障害物Bが撮像されているときに障害物Bとともに撮像されており、かつ、フォークリフト10の移動に伴い障害物Bが撮像されなくなった場合にも撮像されているものである。基準物Nは、白線や標識などの移動しないもの、即ち、障害物Bとの位置関係が変化しないものが好ましい。
The embodiment may be changed as follows.
○ As shown in FIG. 11, the image processing device 50 may estimate the position of the obstacle B from the correlation between the reference object N and the obstacle B. The reference object N is imaged together with the obstacle B when the obstacle B is imaged by the imaging devices 31 and 41, and is also imaged when the obstacle B is no longer imaged due to the movement of the forklift 10. It is what has been done. The reference object N is preferably one that does not move, such as a white line or a sign, that is, one that does not change the positional relationship with the obstacle B.

画像処理装置50は、障害物B及び基準物Nが撮像されているときに、両者の位置を算出する。そして、障害物Bの位置と、基準物Nの位置とを対応付ける。撮像装置31,41によって障害物Bが撮像されなくなった場合も、画像処理装置50は、基準物Nの位置(フォークリフト10との相対位置)を算出し続ける。また、画像処理装置50は、基準物Nの位置と、障害物Bとの位置関係から障害物Bの位置を推定する。障害物Bが撮像されなくなった場合であっても、フォークリフト10と基準物Nとの相対位置の変化を監視し続けることで、障害物Bの位置を推定することができる。 The image processing device 50 calculates the positions of the obstacle B and the reference object N when they are imaged. Then, the position of the obstacle B and the position of the reference object N are associated with each other. Even when the obstacle B is no longer imaged by the image pickup devices 31 and 41, the image processing device 50 continues to calculate the position of the reference object N (the position relative to the forklift 10). Further, the image processing device 50 estimates the position of the obstacle B from the positional relationship between the position of the reference object N and the obstacle B. Even when the obstacle B is no longer imaged, the position of the obstacle B can be estimated by continuously monitoring the change in the relative position between the forklift 10 and the reference object N.

なお、基準物Nによる障害物Bの位置推定と、車両情報による障害物Bの位置推定とを組み合わせて障害物Bの位置を推定してもよい。例えば、基準物Nによる障害物Bの位置推定と、車両情報による位置推定の両方を行い、両者の一致性などを確認してもよい。 The position of the obstacle B may be estimated by combining the position estimation of the obstacle B by the reference object N and the position estimation of the obstacle B by the vehicle information. For example, both the position estimation of the obstacle B by the reference object N and the position estimation by the vehicle information may be performed, and the consistency between the two may be confirmed.

○各実施形態において、フォークリフト10と障害物Bとの相対距離が所定値以下となった場合、メインコントローラ20は、その旨を表示部に表示したり、ブザー音を鳴らすことで報知を行ってもよい。 ○ In each embodiment, when the relative distance between the forklift 10 and the obstacle B is equal to or less than a predetermined value, the main controller 20 notifies the notification by displaying the fact on the display unit or sounding a buzzer sound. May be good.

○各実施形態において、撮像装置31,41として、3つ以上のカメラを備えるものを用いてもよい。
○各実施形態において、移動体としては、乗用車、建設機械、自動搬送車、トラックなどの車両や、二足歩行式のロボットであってもよい。なお、移動体としては、屋内を移動するものであることが好ましい。
-In each embodiment, the imaging devices 31 and 41 including three or more cameras may be used.
-In each embodiment, the moving body may be a vehicle such as a passenger car, a construction machine, an automatic guided vehicle, a truck, or a bipedal robot. The moving body is preferably one that moves indoors.

○各実施形態において、前方撮像装置31と、後方撮像装置41とは同一構成でなくてもよい。
○各実施形態において、フォークリフト10の進行方向は、車速センサ24の検出結果、及び、操舵輪14の操舵角などから判定されてもよい。
-In each embodiment, the front image pickup device 31 and the rear image pickup device 41 do not have to have the same configuration.
○ In each embodiment, the traveling direction of the forklift 10 may be determined from the detection result of the vehicle speed sensor 24, the steering angle of the steering wheel 14, and the like.

○各実施形態において、撮像装置31,41によって撮像された画像の画像処理を行う装置として、画像処理装置50を設けたが、画像処理をメインコントローラ20などに行わせてもよい。即ち、走行動作や荷役動作に関する制御を行いメインコントローラ20の1つの機能として画像処理が行われるようにしてもよい。 -In each embodiment, the image processing device 50 is provided as a device that performs image processing of the images captured by the image pickup devices 31 and 41, but the image processing may be performed by the main controller 20 or the like. That is, the image processing may be performed as one function of the main controller 20 by controlling the traveling operation and the cargo handling operation.

○各実施形態において、画像処理装置50が算出手段、記憶手段、推定手段、及び、衝突判定手段として機能するようにしたが、それぞれの手段として機能する個別の装置を設けてもよい。 -In each embodiment, the image processing device 50 functions as a calculation means, a storage means, an estimation means, and a collision determination means, but individual devices that function as the respective means may be provided.

○各実施形態において、走行駆動装置として、エンジンが用いられてもよい。すなわち、フォークリフト10は、エンジンの駆動によって走行してもよい。この場合、走行制御装置は、エンジンへの燃料噴射量などを制御する装置となる。 -In each embodiment, an engine may be used as a traveling drive device. That is, the forklift 10 may travel by driving the engine. In this case, the travel control device is a device that controls the fuel injection amount to the engine and the like.

○各実施形態において、前進のみしか行えない移動体の場合、後方撮像装置41を設けなくてもよい。
○各実施形態において、搭乗者が搭乗可能な移動体に安全装置30が搭載される場合、搭乗者による視認が行われにくい後方の障害物のみを検出してもよい。この場合、前方撮像装置31を設けなくてもよい。
○ In each embodiment, in the case of a moving body that can only move forward, it is not necessary to provide the rear imaging device 41.
-In each embodiment, when the safety device 30 is mounted on a moving body on which the passenger can board, only obstacles behind the vehicle, which are difficult for the passenger to visually recognize, may be detected. In this case, it is not necessary to provide the front imaging device 31.

○各実施形態において、前方撮像装置31は、フォークリフト10の前方を撮像できれば、どのような位置に配置されていてもよい。後方撮像装置41は、フォークリフト10の後方を撮像できれば、どのような位置に配置されていてもよい。例えば、前方撮像装置31は、マスト15に配置されていてもよいし、後方撮像装置41は、車体11の後方に設けられるカウンタウェイトに配置されていてもよい。前方撮像装置31がマスト15に配置される場合、マスト15が最も前傾した状態で、前方撮像装置31の垂直画角θ1の上側が水平面よりも上側となるようにする。 ○ In each embodiment, the front imaging device 31 may be arranged at any position as long as it can image the front of the forklift 10. The rear imaging device 41 may be arranged at any position as long as it can image the rear of the forklift 10. For example, the front image pickup device 31 may be arranged on the mast 15, and the rear image pickup device 41 may be arranged on a counterweight provided behind the vehicle body 11. When the front image pickup device 31 is arranged on the mast 15, the upper side of the vertical angle of view θ1 of the front image pickup device 31 is above the horizontal plane in the state where the mast 15 is tilted most forward.

○各実施形態において、座標変換は、(4)式に代えて、テーブルデータによって行われてもよい。テーブルデータは、Y座標YcとZ座標Zcの組み合わせにY座標Ywを対応させたテーブルデータと、Y座標YcとZ座標Zcとの組み合わせにZ座標Zwを対応させたテーブルデータである。これらのテーブルデータを画像処理装置50のROMなどに記憶しておくことで、カメラ座標系におけるY座標YcとZ座標Zcから、ワールド座標系におけるY座標Yw及びZ座標Zwを求めることができる。なお、実施形態では、カメラ座標系におけるX座標Xcと、ワールド座標系におけるX座標Xwとは一致するため、X座標Xwを求めるためのテーブルデータは記憶されない。 ○ In each embodiment, the coordinate transformation may be performed by table data instead of the equation (4). The table data is table data in which the Y coordinate Yw is associated with the combination of the Y coordinate Yc and the Z coordinate Zc, and the table data in which the Z coordinate Zw is associated with the combination of the Y coordinate Yc and the Z coordinate Zc. By storing these table data in the ROM of the image processing device 50 or the like, the Y coordinate Yw and the Z coordinate Zw in the world coordinate system can be obtained from the Y coordinate Yc and the Z coordinate Zc in the camera coordinate system. In the embodiment, since the X coordinate Xc in the camera coordinate system and the X coordinate Xw in the world coordinate system match, the table data for obtaining the X coordinate Xw is not stored.

N…基準物、θ1,θ2…垂直画角、10…フォークリフト(移動体)、30…安全装置、31,41…撮像装置(ステレオカメラ)、50…画像処理装置(算出手段、記憶手段、推定手段、及び、衝突判定手段)。 N ... Reference object, θ1, θ2 ... Vertical angle of view, 10 ... Forklift (moving body), 30 ... Safety device, 31,41 ... Imaging device (stereo camera), 50 ... Image processing device (calculation means, storage means, estimation) Means and collision determination means).

Claims (3)

移動体に搭載される安全装置であって、
垂直画角の最も上側が水平面よりも上となるように配置されたステレオカメラと、
前記ステレオカメラによって撮像された画像から、障害物の位置を算出する算出手段と、
前記障害物の位置情報を記憶する記憶手段と、
前記移動体の移動に伴い、前記障害物が前記ステレオカメラによって撮像されなくなった場合、前記記憶手段によって記憶された前記位置情報に基づき、前記障害物の位置を推定する推定手段と、を備え
前記推定手段は、前記障害物が前記ステレオカメラによって撮像されているときに前記障害物とともに撮像されており、かつ、前記移動体の移動に伴い前記障害物が撮像されなくなった場合にも撮像されているものを基準物とし、
前記移動体の移動に伴う前記基準物と前記移動体との相対位置の変化から前記障害物の位置を推定する安全装置。
A safety device mounted on a moving body
A stereo camera arranged so that the uppermost vertical angle of view is above the horizontal plane,
A calculation means for calculating the position of an obstacle from an image captured by the stereo camera, and
A storage means for storing the position information of the obstacle and
When the obstacle is no longer imaged by the stereo camera due to the movement of the moving body, an estimation means for estimating the position of the obstacle based on the position information stored by the storage means is provided .
The estimation means is also captured when the obstacle is imaged together with the obstacle when the obstacle is imaged by the stereo camera, and the obstacle is not imaged due to the movement of the moving body. Based on what is
A safety device that estimates the position of an obstacle from a change in the relative position between the reference object and the moving body due to the movement of the moving body.
前記推定手段は、前記移動体の速度、及び、前記移動体の進行方向から前記障害物の位置を推定する請求項1に記載の安全装置。 The safety device according to claim 1, wherein the estimation means estimates the position of the obstacle from the speed of the moving body and the traveling direction of the moving body. 前記障害物の上下方向への移動速度を検出し、前記移動速度で前記障害物が移動し続けた場合に前記障害物と前記移動体とが衝突するか否かを判定する衝突判定手段を備える請求項1又は請求項2に記載の安全装置。 A collision determining means for detecting the moving speed of the obstacle in the vertical direction and determining whether or not the obstacle collides with the moving body when the obstacle continues to move at the moving speed is provided. The safety device according to claim 1 or 2.
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