JPH07248220A - 物体検出装置の自己診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 物体検出装置の故障を早期に発見できるよう
にする。 【構成】 演算機能を有するレーザ距離計３０を備えた
物体検出装置４０において、レーザ距離計３０によって
採取されたコイル１０、１１までの距離分布データの合
計値を算出し、この合計値が予め設定された条件又は一
定値と比較し、前記合計値が一定値以上の場合は物体検
出装置４０が正常であると判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は離れた位置にある物体を
光又は超音波を利用して検出する物体検出装置の自己診
断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の物体検出装置の一例として、製鋼
工場で生産される製鋼コイル（以下コイルという）を天
井クレーンで自動搬送する際に用いられるコイルの検出
装置を説明する。

【０００３】台車によりコイルヤードに搬入されたコイ
ルを天井クレーンにより自動で吊り上げる場合、天井ク
レーンをコイルに正確に誘導するために、コイルの位置
及び大きさを正確に検出する必要がある。このためコイ
ル検出装置として、例えば特開平３−１６２３９５号公
報に記載の発明がある。前記発明の検出装置はレーザ光
源と、レーザ光源のスポット光をコイルの縦又は横方向
にスキャンする２台の走査ミラーと、コイルに照射した
スポット光を撮影する２台のＴＶカメラからなってお
り、これ等を天井クレーン上に設置している。そしてレ
ーザ光をコイルに向けて照射し、その反射光によりコイ
ル位置を三次元位置座標に変換し、コイル位置を計算す
るように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記物
体検出装置においてはレーザ光源の故障を自己診断する
手段については考慮されておらず、レーザ光源の故障等
物体検出装置の故障を検出するまでに時間がかかるとい
う問題点があった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、物体検出装置の故障を早期に発見できるようにした
物体検出装置の自己診断方法を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る物体検出装
置の自己診断方法は１個又は複数個の光又は超音波を検
出すべき物体に向けて照射しながら走査し、前記物体か
ら反射する反射光又は反射波を採取することにより前記
物体までの距離分布データを採取し、この距離分布デー
タに基づいて前記物体の位置を検出する物体検出装置に
おいて、前記距離分布データの四則演算結果が予め設定
した一定値以上であるか否かを比較することにより前記
物体検出装置が正常か否かを判断することを特徴として
いる。

【０００７】また前記物体検出装置において、前記距離
分布データの合計値、もしくは絶対値の和又は二乗和の
値が予め設定した一定値以上であるか否かを比較するこ
とにより前記物体検出装置が正常か否かを判断するよう
にしたものを含んでいる。

【０００８】

【作用】物体に向かって光又は超音波を照射し、反射し
た反射光又は反射波を採取して得た各物体までの距離分
布データの四則演算結果が予め設定した一定値以上であ
るか否かを比較し、物体検出装置か正常であると判断し
て物体位置を演算する。また前記演算結果が予め定めた
一定値より小さいときは、その結果を上位に報告し、物
体位置の演算を行わない。

【０００９】また前記距離分布データの合計値もしくは
絶対値の和又は二乗和の値が予め設定した一定値以上で
あるか否かを比較し、前記に準じ物体検出装置を診断す
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明方法を説明す
る。図１は本発明方法の動作を説明するフローチャー
ト、図２は物体検出装置を説明する正面図、図３は同側
面図、図４は物体検出装置の測定動作を説明する図面で
あって図４（Ａ）は測定不能部分を説明する正面図、図
４（Ｂ）は同状態を示す距離分布データの例示図であ
る。

【００１１】以下の説明において、検出対象とする物体
は前記と同様にコイルとし、物体検出装置は天井クレー
ンで前記コイルを自動搬送する際に用いる場合について
説明する。本発明方法に使用される物体検出装置４０は
天井クレーン２０に搭載され、距離計３０、演算部３５
を具備している。

【００１２】図２、図３に示すように、コイル１０、１
１はパレット１２に載置されてコイルヤードに搬入さ
れ、天井クレーン２０により自動的にパレット１２上か
ら吊り上げられる。

【００１３】天井クレーン２０の横行方向をＹ、これに
垂直な走行方向をＸ、高さ方向をＺとする。パレット１
２はＹ方向に搬入され、パレット１２上のコイル１０、
１１は中心軸を略Ｙ方向に向けた状態でパレット１２の
中心軸線上に並置され、それぞれがパレット１２上のス
キッド１３によりに位置決め固定されている。天井クレ
ーン２０はＸ方向に走行するガーダ２１、Ｙ方向に横行
するクラブ２２、Ｚ方向に上下するコイル吊り具２３に
より構成されている。

【００１４】距離計３０は例えばレーザ距離計であっ
て、前記クラブ２２に一体化して取り付けられている。
そして、複数個のレーザ光３１１、３１２、・・・３１
５（以下総称する場合符号３１とする）を下方に向けて
照射する複数個のレーザ光源３２１、３２２、・・・３
２５（以下総称する場合符号３２とする）と、前記レー
ザ光３１がコイル１０、１１等に当たって反射する複数
個の反射光３３を受光する１個又は複数個の受光部３４
（いずれも総称した符号とする）とを備えている。

【００１５】演算部３５はマイコンを内蔵しており、前
記受光部３４に電気的に接続されている。前記演算部３
５は前記レーザ光３１と反射光３３との交わる角度によ
り三角測量方式により各コイル１０、１１までの距離を
演算する機能を有している。そして、前記演算結果は図
外の上位コンピュータ又はクレーンコントローラの指令
に基づいて制御されるようになっている。

【００１６】コイル１０、１１を検出するには、クラブ
２２をＹ方向に横行移動せしめ、レーザ光３１をパレッ
ト１２上のコイル１０、１１の全体にわたって走査す
る。コイル１０、１１等に当たって反射した反射光３３
は受光部３４で受光され、演算部３５は前記走査によっ
て得られた各コイルまでの距離分布データを一旦マイコ
ンのメモリにストアしておき、走査完了後メモリのデー
タを基にコイル位置を計算する。

【００１７】まず最初に、前記メモリのデータに基づ
き、距離計３０が正常に動作しているか否か自己診断す
るための計算を行う。この診断のための計算方法につい
ては後記する。

【００１８】距離計３０が正常に動作している場合に
は、演算部３５は天井クレーン２０による運搬に必要な
データ、即ち、コイルの数、各コイルの大きさ、各コイ
ルの幅、各コイルの正確な中心座標等を計算する。なお
前記診断のための計算は求めるデータの種類によって単
純な四則演算による合計のほか、絶対値の合計、二乗和
等が含まれる。

【００１９】図４（Ｂ）は演算部３５にストアされた距
離分布測定結果のうち、横軸に測定（走査）位置Ｐｍ、
を縦軸に測定距離Ｚｍを示している。距離計３０とパレ
ット１２までの距離Ｌは一定であるので、図４（Ｂ）に
於ては縦軸を座標変換することにより、縦軸の原点Ｏを
パレット１２の上面としている。

【００２０】図４（Ｂ）に於て１００、１１０はコイル
１０、１１に対応する高さ部分、１２０はパレット１２
に対応する部分、１２１（図４（Ａ）参照）はパレット
１２の外側部分、１３０はスキッド１３に対応する部
分、１３１は反射光がコイルの影となり、距離測定でき
ない部分をそれぞれ示している。

【００２１】なお図４（Ｂ）に於て、符号１２１の部分
が負となり、符号１３１の部分は距離測定ができない
が、いずれも演算部３５のメモリではそれぞれ零として
示している。

【００２２】次に図１を参照して本発明に係る物体検出
装置の自己診断方法を説明する。以下Ｓ１、Ｓ２、・・
・はステップの番号を示す。 図外の上位コンピュータなどの指令に基づき、コイル
１０、１１を載置したパレット１２がコイルヤードに進
入すると、距離計３０が距離分布データ採取スタート位
置に来るように移動し、スタートする。

【００２３】距離計３０のレーザ光がオンし（Ｓ
１）、クラブ２２がＹ方向に横行し、距離計３０が走査
を開始する（Ｓ２）。 距離計３０がパレット１２、コイル１０、１１等の距
離を採取し、演算部３５のマイコンメモリに前記距離デ
ータにストアする（Ｓ３）。 前記レーザ光の走査が完了すると（Ｓ４）、レーザ光
をオフする（Ｓ５）。

【００２４】演算部３５は得られた距離分布データを
基に以下の計算を行う。まず各レーザ光３１毎に得られ
た距離分布データに対し、各レーザ光毎に距離分布デー
タの合計を四則演算する（Ｓ６）。

【００２５】距離が計算できない部分のデータや、距離
測定結果即ち座標変換後の高さのデータが負の値となる
場合はすべて零に置き直して計算するものとする。前記
合計値の演算は単純なものであり、計算に要する時間は
極めて少ないものである。

【００２６】前記合計値が予め設定された一定値と比
較し（Ｓ７）、ＹＥＳ即ち合計値が予め設定された一定
値以上である場合はすべてのレーザ光３１は正常である
と判断し、演算部３５は続いてコイル位置を計算し（Ｓ
８）、各コイルの大きさ、各コイルの幅、各コイルの中
心座標等を演算する。前記演算は求める計算値の種類に
よって単純和のほかに絶対値の合計、二乗和、等の計算
が含まれている。

【００２７】前記演算結果は上位のコンピュータ又は
クレーンコントローラに入力し報告され（Ｓ９）、前記
報告により物体検出装置４０の自己診断動作は完了し、
ストップする。上位コンピュータ又はクレーンコントロ
ーラは前記報告に基づいて天井クレーン２０を制御し、
吊り具２３を介して所望のコイルを吊り上げ搬出する。

【００２８】ステップＳ７に於て、ＮＯ即ち合計値が
予め設定された一定値以下の場合には、物体検出装置４
０の故障、例えばレーザ光源の故障、内部配線の切れ、
レーザ光受光部の故障等が考えられるので、その結果を
上位コンピュータ又はクレーンコントローラに報告する
（Ｓ１０）。

【００２９】なおステップＳ７において、合計値が予め
設定された一定値より小さい場合は、パレット１２が存
在しない、コイルが存在しない場合も考えられる。いず
れにせよ、前記したように何らかの異常があることを上
位に報告する（Ｓ１０）。次にコイル位置の計算が可能
かどうかを判断し（Ｓ１１）、ＹＥＳすなわち可能の場
合は以下（Ｓ８）に続く。いずれのレーザも故障などで
（Ｓ１１）がＮＯすなわち計算不能の場合は以後はスト
ップする。

【００３０】さらに、前記実施例に於てステップＳ６に
おいて、座標変換後の高さデータが負の値となる場合は
すべて零に置き換えて計算するものとしたが、負の値の
場合でも零とせずそのままとしステップＳ７に示すよう
に距離データの値の絶対値をとり合計した合計値が予め
設定された一定値と比較し、その一定値以上であればよ
い。また距離データの二乗和をとって、この二乗和が前
記一定値以上であればよい。前記いずれの場合において
も同様にレーザ光源等の異常を検知することができる。

【００３１】本実施例では図１、図２に示すように、レ
ーザ光源３２を複数個設けており、複数個の距離分布デ
ータを基に計算して計算精度を上げるようにしている
が、これに限らずレーザ光源は１個であって、レーザ光
源をコイルの中心軸線上に沿って走査させるようにして
もよい。またレーザ光の替わりに他の光又は超音波等を
用いても同様の機能を有することは言うまでもない。

【００３２】また本実施例では、距離計３０をクラブ２
２に一体化して取り付けた例をしたが、これに限るもの
ではなく、ガーダ２１の下面又は適宜位置に移動レール
を略ガーダ全長に亘ってＹ方向に取り付け、距離計を前
記移動レールに沿って移動させるようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明方法は物体
検出時に距離計によって採取された物体までの距離分布
データの合計値を自動的に求め、予め設定された一定値
と比較することにより、物体検出装置又は検出対象物体
状況が正常か否かを極めて短時間で診断できるようにな
っている。

【００３４】さらに、距離が計測できない場合とか計測
値が負となる場合には零に置き換えて計算するので、計
測条件がどのような場合にも対応できる。

【００３５】従って、本発明方法は別途同装置の動作テ
ストをすることなく物体検出時に毎回自動的に瞬時に実
施されるので、レーザ光又は同装置の故障を早期に発見
できるので大変都合がよいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る図面であって、物体検出装置の自
己診断方法の動作を説明するフローチャートである。

【図２】物体検出装置を説明する正面図である。

【図３】同側面図である。

【図４】物体検出装置の測定動作を説明する図面であっ
て、

【図４Ａ】は測定不能部分を説明する正面図、

【図４Ｂ】は同状態を示す距離分布データの例示図であ
る。

【符号の説明】

１０、１１ コイル ２０ 天井クレーン ２１ ガーダ ２２ クラブ ３０ 距離計 ３１ レーザ光 ３２ レーザ光源 ３３ 反射光 ３４ 受光部 ３５ 演算部 ４０ 物体検出装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １個又は複数個の光又は超音波を検出す
   べき物体に向けて照射しながら走査し、前記物体から反
   射する反射光又は反射波を採取することにより前記物体
   までの距離分布データを採取し、この距離分布データに
   基づいて前記物体の位置を検出する物体検出装置におい
   て、前記距離分布データの四則演算結果が予め設定した
   一定値以上であるか否かを比較することにより前記物体
   検出装置が正常か否かを判断することを特徴とする物体
   検出装置の自己診断方法。
2. 【請求項２】 前記物体検出装置において、前記距離分
   布データの合計値、もしくは絶対値の和又は二乗和の値
   が予め設定した一定値以上であるか否かを比較すること
   により前記物体検出装置が正常か否かを判断する請求項
   １記載の物体検出装置の自己診断方法。