JPH1053174A - Object detecting method and moving device using this method - Google Patents

Object detecting method and moving device using this method

Info

Publication number
JPH1053174A
JPH1053174A JP8210856A JP21085696A JPH1053174A JP H1053174 A JPH1053174 A JP H1053174A JP 8210856 A JP8210856 A JP 8210856A JP 21085696 A JP21085696 A JP 21085696A JP H1053174 A JPH1053174 A JP H1053174A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
stairs
moving
stair
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8210856A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaharu Koshima
隆治 越馬
Norio Yamamura
則夫 山村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Nikon Corp
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd, Nikon Corp filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP8210856A priority Critical patent/JPH1053174A/en
Publication of JPH1053174A publication Critical patent/JPH1053174A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid danger caused by misjudgment of an operator and simplify operation by using detectors that can compare distance to an object with the specified distance so as to be able to discriminate far or near by binarization, and automatically judging whether stairs is ascending stairs or descending stairs by combining detected results. SOLUTION: Two stair detectors 6 are installed in front of a device. Light from a light emitting element of each stair detector reaches a first step of ascending stairs, and reflected light comes into each light receiving element. The reflected light into the stair detector with the set value set to d1 detects that an object is in closer distance than the set value d1, and output becomes 'NEAR'. The reflected light comes into the stair detector with the set value set to d2 also detects that the object is in closer distance than the set value d2, and output becomes 'NEAR'. The object in front of the moving device can be detected to be the ascending stairs by the combination of 'NEAR'.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は階段状の障害物を昇
降する装置に関するものであり、特に階段昇降時の転倒
を防止するために、階段の有無、階段の上り下りを検出
し制御する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for elevating a stair-shaped obstacle, and more particularly, to a method for detecting and controlling the presence or absence of a stair and the ascending and descending of a stair in order to prevent a fall when the stair is moved up and down. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より階段昇降が可能な移動装置が多
数考案され、その一部は実用に供されている。一般的に
は、階段の昇降又は不整地で走行する機構としてはクロ
−ラと呼ばれる無限軌道が多く使用される。このクロ−
ラは金属やゴムなどからなるベルト状のものを回転プ−
リで周回運動させる機構を有するため、階段だけでな
く、車輪では走行不可能ないわゆる不整地などの走行に
も使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a large number of moving devices capable of moving up and down stairs have been devised, and some of them have been put to practical use. Generally, an endless track called a crawler is often used as a mechanism for moving up and down stairs or running on uneven terrain. This black
The roller is a belt made of metal or rubber.
Because it has a mechanism to make a revolving motion, it is used not only for stairs but also for traveling on so-called irregular terrain that cannot be run with wheels.

【0003】このような従来の移動装置で階段を昇降す
る際には、装置全体が階段のなす角度に傾斜するため、
その際に装置の重心位置が階段と接する支点部分より下
部側に来ると、装置が回転、転倒することになり大変危
険である問題点があった。この状態を図6、7を用いて
説明する。図6は、装置が水平にある状態を示す。図6
で示すように水平上を移動する場合は、移動装置(1)
の重心はほぼ中央にある。しかし、図7に示すように、
階段を昇る場合、移動装置(1)は、階段上で傾斜した
状態になる。このようになると重心の鉛直方向に働く力
が装置の階段下部側に振れるため転倒しやすくなる。こ
のような問題点を解決するために、階段昇降時に装置の
重心が階段の上部側に大きく移動させることが提案され
た。一例を図8を用いて説明する。
When moving up and down stairs with such a conventional moving device, the entire device is inclined at an angle formed by the stairs.
If the position of the center of gravity of the device at that time is lower than the fulcrum portion in contact with the stairs, the device rotates and falls, which is very dangerous. This state will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows a state where the apparatus is horizontal. FIG.
When moving on a horizontal plane as shown by, the moving device (1)
The center of gravity is almost in the center. However, as shown in FIG.
When climbing the stairs, the moving device (1) is inclined on the stairs. In this case, the force acting in the vertical direction of the center of gravity swings to the lower side of the stairs of the device, so that the device easily falls. In order to solve such a problem, it has been proposed that the center of gravity of the apparatus is largely moved to the upper side of the stairs when going up and down the stairs. An example will be described with reference to FIG.

【0004】図8に示すように装置の一部が一定方向に
移動できるように構成し、重心が移動するよう設計され
た装置が提案された。このような装置の移動機構は簡便
であるが階段昇降方向は固定される。つまり、重心位置
を装置の前方にのみ(一定方向に)移動するように構成
された場合には、前進で階段を上り、後進で階段を下ら
ねばならなかった。そのため、両方向で状況に合わせて
昇降することができず、重心の移動方向が合わないとき
には階段手前で180度の方向転換をしなければなら
ず、使い勝手が悪いという欠点があった。別の従来技術
を図9に示す。
As shown in FIG. 8, there has been proposed an apparatus designed so that a part of the apparatus can move in a certain direction and the center of gravity moves. The moving mechanism of such a device is simple, but the moving direction of the stairs is fixed. That is, if the position of the center of gravity is moved only in front of the apparatus (in a certain direction), it is necessary to go up the stairs forward and go down the stairs backward. For this reason, it is impossible to move up and down in both directions according to the situation, and when the moving direction of the center of gravity does not match, it is necessary to change the direction by 180 degrees in front of the stairs, and there is a disadvantage that the usability is poor. Another prior art is shown in FIG.

【0005】特開平4−306181では、図9に示す
ように重心位置を一定方向ではなく、装置の前後に移動
させる方式が提案された。これは装置の一部(図では上
部)を階段を昇る場合には、階段上部方向に移動させる
方式である。しかも、移動方向を固定せず、状況に合わ
せて前後どちらにでも移動できるように構成されている
ので、移動装置の階段昇降方向を前例のように固定する
必要がなく、その分使い勝手が改善された。
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-306181 proposed a method of moving the center of gravity not in a fixed direction but in front and rear of the apparatus as shown in FIG. In this method, when a part of the apparatus (the upper part in the figure) is moved up the stairs, it is moved in the upper direction of the stairs. In addition, since the moving direction is not fixed, and it can be moved forward or backward according to the situation, there is no need to fix the stairs going up and down direction of the moving device as in the previous example, which improves usability. Was.

【0006】しかし、従来この様な機構における重心位
置の移動方向の決定は、操作者が行なっていた。
However, conventionally, the operator determines the moving direction of the position of the center of gravity in such a mechanism.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の移動装置を使用
したところ使い勝手は良かったが、操作者が移動方向の
判断を間違えたり、重心移動をせずに階段に進入すると
移動装置が転倒してしまう問題点が生じた。つまり、従
来のように操作者が判断して重心位置の移動方向を決定
する方法では、操作者の誤操作に対する危険防止に関す
る解決手段がなかった。
The use of the conventional moving device was convenient, but when the operator made a mistake in the judgment of the moving direction or entered the stairs without moving the center of gravity, the moving device was overturned. A problem has arisen. That is, in the conventional method in which the operator determines and determines the moving direction of the position of the center of gravity, there is no means for preventing danger of erroneous operation by the operator.

【0008】そこで、本発明者等は重心位置の制御に着
目し研究を行った。本願発明のような階段を昇降するこ
とを目的とする移動装置においては、階段の昇り降りに
応じて移動装置の重心位置を制御する必要があるが、従
来のこの種の移動装置では、階段の昇り降りを自動的に
検出できる安価な手段がなかった。そのため階段を昇降
する前に確実に階段を検出し、その階段が昇りであるか
降りであるかを自動的に判断して、重心移動方向が正し
いか否か確認する手段を研究することにした。
Therefore, the present inventors focused on the control of the position of the center of gravity and conducted research. In a moving device for the purpose of moving up and down stairs as in the present invention, it is necessary to control the position of the center of gravity of the moving device according to rising and falling of the stairs. There was no inexpensive means that could automatically detect lifting and lowering. Therefore, before going up and down the stairs, we decided to study a means to reliably detect the stairs, automatically determine whether the stairs are going up or down, and check whether the center of gravity moving direction is correct. .

【0009】本願発明のような階段昇降装置において、
自動的に階段を検出するには、距離検出器を使用する方
法が考えられる。この距離検出器を使用する方法は、例
えば昇り階段1段目を検出する為の設定値と降り階段1
段目を検出する為の設定値と2カ所の設定値を設けれ
ば、昇り階段1段目を検出する為の設定値より短い距離
は、昇り階段と判定し、降り階段1段目を検出する為の
設定値より長い距離は降り階段と判定できる。この様に
距離検出器を1台設置し、2つの設定値と測定された距
離を比較することで、昇り階段、降り階段の段差を判定
することが可能である。本発明者等は、このような判定
方法を基本に研究を進め、次に距離検出器について検討
を行った。
In the stair climbing device as in the present invention,
In order to automatically detect the stairs, a method using a distance detector can be considered. The method using this distance detector includes, for example, a set value for detecting the first step of the ascending stairs and a setting value for detecting the first step of the descending stair.
If a set value for detecting the stairs and two set values are provided, a distance shorter than the set value for detecting the first staircase ascending is determined to be a staircase, and the first staircase descending is detected. If the distance is longer than the set value, it can be determined as a descending stair. As described above, by installing one distance detector and comparing the two set values with the measured distance, it is possible to determine the steps of the ascending stairs and the descending stairs. The present inventors proceeded with research based on such a determination method, and then examined a distance detector.

【0010】本発明者らは、第1に発光素子から発光さ
れた光が対象物に当たり受光素子にもどる光量により距
離を検出する方法を行った。しかしこの方法は、検出器
の価格は安価であるという利点はあるが、対象物の反射
率による距離検出誤差が大きいため、階段1段の段差を
安定して検出する精度は得られなかった。次に、三角測
量の原理を用い、発光素子から発光された光が対象物に
当たり、その反射光が戻る位置を受光素子としてPSD
で検出し、距離を測定する方法を行った。しかし、この
方法では、階段の段差を精度良く検出するためのノイズ
対策や距離検出の為の演算処理など回路構成が複雑にな
るため装置価格が高くなる問題点があり、実用的ではな
かった。
The present inventors first performed a method of detecting a distance based on the amount of light emitted from a light emitting element hitting an object and returning to a light receiving element. However, although this method has the advantage that the detector is inexpensive, the distance detection error due to the reflectance of the object is large, and thus the accuracy of stably detecting one step of the stairs cannot be obtained. Next, using the principle of triangulation, the light emitted from the light emitting element hits the object, and the position where the reflected light returns is used as the light receiving element as a PSD.
And the distance was measured. However, this method is not practical because there is a problem that the circuit configuration becomes complicated, such as noise countermeasures for detecting the steps of the stairs with high accuracy and arithmetic processing for detecting the distance, thereby increasing the device price.

【0011】第3に発光素子から発光された光が対象物
に当たり受光素子に戻るまでの時間を測定して距離を検
出する方法や位相差を利用して距離を検出する方法を行
った。しかし、この方法も階段の段差を検出するだけの
精度は得られるが、発光素子に高価な半導体レーザを用
いたり、処理回路が複雑であったりするため、価格が高
くなり、やはり実用的ではなかった。
Third, a method of detecting the distance by measuring the time required for light emitted from the light emitting element to hit the object and return to the light receiving element, and a method of detecting the distance by using a phase difference have been employed. However, this method also has the accuracy of detecting the steps of the stairs, but the cost is high because an expensive semiconductor laser is used for the light emitting element or the processing circuit is complicated, which is also not practical. Was.

【0012】この様に従来の距離検出器にはいくつかの
方法があるが、それぞれ欠点があった。そのため従来で
は操作者が階段の段差を判断し、重心位置の移動方向を
決定するしかなかった。
As described above, there are several methods for the conventional distance detector, but each has a disadvantage. Therefore, conventionally, the operator had to determine the step of the stairs and determine the moving direction of the position of the center of gravity.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願発明では、対象物ま
での距離を所定の距離と比較してその遠近を二値化判別
できる検出器を複数個使用し、各検出器の検出結果の組
み合わせにより、その階段が昇り階段であるか降り階段
であるかを自動的に判定できる安価な測定手段を提供す
る。
According to the present invention, a plurality of detectors capable of comparing a distance to an object with a predetermined distance and discriminating the distance from the object are used, and a combination of detection results of the detectors is used. Thereby, an inexpensive measuring means which can automatically determine whether the stairs are the ascending stairs or the descending stairs is provided.

【0014】そこで本願発明は「移動装置本体と、前記
移動装置本体の前方または/及び後方に少なくとも2つ
ずつ設置され、対象物に光を照射する発光素子と前記対
象物からの反射光を受光し前記対象物の遠近を二値化判
別可能な受光素子を有する、進行方向前方の地表形状を
検知可能な階段検出手段を有する平地での走行および階
段状地での昇降が可能な移動装置(請求項1)」を提供
する。第二に「移動装置本体と、前記移動装置本体の前
方または/及び後方に少なくとも2つずつ設置され、対
象物に光を照射する発光素子と前記対象物からの反射光
を受光し前記対象物の遠近を二値化判別可能な受光素子
を有する、進行方向前方の地表形状を検知可能な階段検
出手段と、前記階段検出手段で得られた情報をもとに前
記移動装置本体の重心位置を前後両方向へ移動可能な重
心移動手段を有する平地での走行および階段状地での昇
降が可能な移動装置(請求項2)」を提供する。第三に
「少なくとも2つの発光素子から対象物へそれぞれ光を
照射する工程と、対象物からのそれぞれの反射光を少な
くとも2つの二値化判別可能な受光素子にそれぞれ入射
させる工程と、前記のそれぞれの対象物の遠近をそれぞ
れ二値化する工程と、前記二値化された値と前記受光素
子それぞれに設定された異なる設定値とを比較する工程
と、前記のそれぞれの受光素子で比較したそれぞれの値
どうしの組み合わせにより前記対象物を検知することを
特徴とする検知方法(請求項3)」を提供する。
Therefore, the present invention provides a mobile device main body, at least two light emitting devices installed in front of and / or behind the mobile device main body for irradiating an object with light and receiving reflected light from the object. A moving device capable of traveling on flat ground and ascending and descending on stairs having stair detecting means capable of detecting the shape of the ground surface ahead in the traveling direction, having a light receiving element capable of binarizing the distance of the object; Claim 1) "is provided. Secondly, "a moving device main body, at least two light emitting devices installed in front of and / or behind the moving device main body for irradiating the object with light, and receiving the reflected light from the object to receive the object, A stair detecting means capable of detecting the shape of the ground surface in front of the traveling direction, having a light receiving element capable of binarizing the distance of the distance, and a center of gravity of the moving device main body based on information obtained by the stair detecting means. A moving device (claim 2) which has a center of gravity moving means capable of moving in both front and rear directions and is capable of running on level ground and moving up and down on stairs. Third, "a step of irradiating each of the light from the at least two light-emitting elements to the object, and a step of causing each of the reflected lights from the object to be incident on at least two light-receiving elements capable of being binarized and discriminated, A step of binarizing the perspective of each object, a step of comparing the binarized value with a different set value set for each of the light receiving elements, and comparing the respective light receiving elements. A detection method (claim 3), wherein the object is detected by a combination of respective values.

【0015】本願発明における階段状地とは、建築物中
等に設置されるような階段は勿論、段状の地形をも称す
る。
The step-like land in the present invention refers to not only a staircase installed in a building or the like but also a step-like topography.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1に本願発明の一実施例に係わ
る移動装置の概略の側面図を示し、図2に概略の正面図
を示す。この一実施例に係わる移動装置は、平地での走
行時には車輪走行機構に階段の昇降時或いは不整地での
走行時にはクローラ走行機構に切り替えることも可能な
移動装置である。 図中1は移動装置本体であり、2は
階段を昇降するクローラ走行機構、3はクローラ走行機
構を保持するフレーム、4は本体の上部機構で重量物の
積載部を兼ねており、重心移動機構5によりクローラフ
レームに対し前後に移動可能である。本実施例において
は装置の前方、後方にそれぞれ2個づつ階段検出器6、
7が設置されている。重心移動機構5の移動量は、階段
の傾斜角及び重量により事前に転倒しない移動量を設定
しておく。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic side view of a moving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic front view. The moving device according to this embodiment is a moving device that can be switched to a wheel traveling mechanism when traveling on flat ground or a crawler traveling mechanism when traveling up or down stairs or traveling on uneven terrain. In the figure, 1 is a moving device main body, 2 is a crawler running mechanism for moving up and down stairs, 3 is a frame holding the crawler running mechanism, 4 is an upper mechanism of the main body, which also serves as a loading portion for heavy objects, and has a center of gravity moving mechanism. 5 allows it to move back and forth with respect to the crawler frame. In the present embodiment, two staircase detectors 6 are respectively provided in front of and behind the device.
7 are installed. The amount of movement of the center-of-gravity moving mechanism 5 is set in advance so as not to overturn depending on the inclination angle and weight of the stairs.

【0017】重心移動機構は、移動装置の前後にスライ
ド可能なスライド機構により移動させることが可能であ
る。図3に階段検出器6、7の機構を説明する概略図を
示す。移動装置の前方と後方に設置する階段検出器は、
それぞれ同じ機構を有するものを使用することが好まし
い。
The mechanism for moving the center of gravity can be moved by a slide mechanism that can slide back and forth of the moving device. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the mechanism of the stair detectors 6 and 7. Stair detectors installed in front and behind the moving device
It is preferable to use those having the same mechanism.

【0018】この階段検出器は、主として発光素子6
1、受光素子62、発光レンズ63、受光レンズ64、
光電変換回路65及びコンパレータ66で構成される。
発光素子61には、発光ダイオードやレーザダイオード
を使用することが可能である。受光素子62は対象物か
らの反射光を受光し二値化判別を行う。受光素子62の
一例として2分割フォトディテクタを使用する。
The staircase detector mainly includes the light emitting element 6
1, light receiving element 62, light emitting lens 63, light receiving lens 64,
It comprises a photoelectric conversion circuit 65 and a comparator 66.
For the light emitting element 61, a light emitting diode or a laser diode can be used. The light receiving element 62 receives the reflected light from the object and performs a binarization determination. As an example of the light receiving element 62, a two-segment photodetector is used.

【0019】以下、本願発明に係わる階段検出器を用い
た場合の階段検出方法を説明する。まず、発光素子61
から発光された光が、発光レンズ63を通り対象物67
で反射し、受光レンズ64を通り受光素子62の中央に
くるように(図中実線)それぞれを配置する。この受光
素子62は、2分割されたフォトディテクタで構成され
ており、一方のディテクタ(A)の受光出力電流をI
1、他方(B)の受光出力電流をI2とする。これらの
電流は光電変換回路65により電圧に変換され、受光出
力電流I1は電圧V1に,受光出力電流I2は電圧V2
に変換される。本実施例では、受光素子に2分割フォト
ディテクタを用いる例を上げたが、二値化判別ができる
検出器であればこれに限定されるものではない。受光素
子62は、事前に設定された距離において、分割された
各々のディテクタから出力電圧が等しく(V1=V2)
となるような位置に配置する。
Hereinafter, a staircase detection method using the staircase detector according to the present invention will be described. First, the light emitting element 61
The light emitted from the object 67 passes through the light-emitting lens 63 and
Are arranged at the center of the light receiving element 62 through the light receiving lens 64 (solid line in the figure). The light receiving element 62 is composed of a photodetector divided into two, and the light receiving output current of one of the detectors (A) is set to I
1, and the other (B) light-receiving output current is I2. These currents are converted into voltages by the photoelectric conversion circuit 65, and the received light output current I1 is changed to the voltage V1 and the received light output current I2 is changed to the voltage V2.
Is converted to In the present embodiment, an example in which a two-segment photodetector is used for the light receiving element has been described. However, the present invention is not limited to this, as long as the detector can perform binarization determination. In the light receiving element 62, the output voltage from each of the divided detectors is equal (V1 = V2) at the distance set in advance.
It is arranged at a position such that

【0020】次に設定値より対象物の位置が遠いか近い
かの判定方法を説明する。測定距離が上記設定値より近
い場合、つまり、図3で示す68の位置に対象物がある
場合、その反射光は、図3中の点線で示す光路となる。
このとき2分割フォトディテクタの図3中Bのフォトデ
ィテクタの方がAのフォトディテクタの方より多く光が
照射される。この場合の受光出力電流I1,I2の関係
は、I1<I2となる。さらに、光電変換回路により変
換された電圧V1,V2の関係はV1<V2となる。ま
た、V1>V2となるときは、設定値より遠いところに
対象物があることが判断される。
Next, a method of determining whether the position of the object is farther or closer than the set value will be described. When the measured distance is shorter than the set value, that is, when the target is located at the position 68 shown in FIG. 3, the reflected light becomes the optical path indicated by the dotted line in FIG.
At this time, the photodetector of B in FIG. 3 of the two-divided photodetector irradiates more light than the photodetector of A. In this case, the relationship between the light receiving output currents I1 and I2 is I1 <I2. Further, the relationship between the voltages V1 and V2 converted by the photoelectric conversion circuit is V1 <V2. When V1> V2, it is determined that the target is located farther than the set value.

【0021】このような方法により、移動装置から対象
物までの距離の遠近を判断する。次に、この検出器を用
いて階段の昇り降りを判別する方法を図4を用いて説明
する。階段検出器6(6a、6b)は、装置前方に少な
くとも2つ設置されている(図2参照)。図中では、路
面に対し垂直にビームを発光しているが、斜め(例えば
斜め前下方)に発光しても良い。このとき2個の各階段
検出器から発光されたビームは、路面の同じ高さの段に
向けて照射するように設定する。
According to such a method, the distance from the mobile device to the object is determined. Next, a method of determining whether a stair is going up or down using this detector will be described with reference to FIG. At least two stair detectors 6 (6a, 6b) are installed in front of the apparatus (see FIG. 2). In the drawing, the beam is emitted perpendicularly to the road surface, but may be emitted obliquely (for example, obliquely forward and downward). At this time, the beams emitted from the two staircase detectors are set so as to irradiate toward the same height step on the road surface.

【0022】階段検出器6aと6bはそれぞれ異なった
設定値d1、d2が設定されており、両者は同時に対象
物を照射している。本実施例では、階段検出器6aは、
予め平地と昇り階段の一段目の間の距離に設定値d1が
設定されており、階段検出器6bは、予め平地と降り階
段一段目の間に設定値d2が設定されている(図4参
照)。そして、図3を用い説明したように、それぞれの
検出器で検出された値をもとに設定値d1、d2より遠
い距離である(V1>V2)と判断されたものを「FA
R」、近い距離であると判断されたもの(V1<V2)
を「NEAR」とする。
The stair detectors 6a and 6b have different set values d1 and d2, respectively, and both irradiate the object at the same time. In this embodiment, the staircase detector 6a is
A set value d1 is set in advance between the level ground and the first step of the ascending stairs, and the set value d2 is set in advance in the stair detector 6b between the level ground and the first step of the descending stairs (see FIG. 4). ). Then, as described with reference to FIG. 3, based on the values detected by the respective detectors, those determined to be farther than the set values d1 and d2 (V1> V2) are referred to as “FA”.
R ", those determined to be close (V1 <V2)
Is “NEAR”.

【0023】移動装置が昇り階段に接近した場合を説明
する(図4参照)。階段検出器6a、6bの発光素子か
らの光(X)は、昇り階段の1段目に達し、反射光はそ
れぞれの受光素子に入射される。前記の如く各々の検出
器の設定値はd1、d2と異なっている。設定値がd1
と設定された階段検出器6aに入射された反射光は、対
象物が設定値d1より近い距離であることを検知する
(V1<V2)ことになり、出力は「NEAR」とな
る。
A case where the moving device approaches the stairs while climbing will be described (see FIG. 4). The light (X) from the light emitting elements of the stair detectors 6a and 6b reaches the first step of the ascending stairs, and the reflected light is incident on each light receiving element. As described above, the set value of each detector is different from d1 and d2. Set value is d1
The reflected light incident on the staircase detector 6a, which has been set as, detects that the object is at a distance shorter than the set value d1 (V1 <V2), and the output is "NEAR".

【0024】一方、設定値がd2と設定された階段検出
器6bに入射された反射光も、設定値d2よりも対象物
が近い距離であることを検出する(V1<V2)ことに
なり、出力は「NEAR」となる。次に、移動装置が降
り階段に接近した場合を説明する。階段検出器6a、6
bの発光素子からの光(Y)は、降り階段の1段目に達
し、反射光はそれぞれの受光素子に入射される。設定値
がd1と設定された階段検出器6aに入射された反射光
は、対象物が設定値d1より遠い距離であることを示す
(V1>V2)ため、出力は「FAR」となる。階段検
出器6bに入射された反射光も対象物が設定値d2より
遠い距離であることを検出するため、出力は「FAR」
となる。
On the other hand, the reflected light incident on the staircase detector 6b whose set value is set to d2 also detects that the object is closer than the set value d2 (V1 <V2). The output is "NEAR". Next, the case where the moving device gets down and approaches the stairs will be described. Stair detectors 6a, 6
The light (Y) from the light emitting element b reaches the first step of the descending stairs, and the reflected light enters each light receiving element. The reflected light that has entered the staircase detector 6a whose set value is set to d1 indicates that the object is at a distance farther than the set value d1 (V1> V2), and therefore the output is “FAR”. The reflected light that has entered the staircase detector 6b also detects that the object is at a distance farther than the set value d2, so the output is “FAR”.
Becomes

【0025】また、路面がほぼ平坦な場合には、階段検
出器6aに入射された反射光は、対象物が設定値d1よ
り遠い距離であることを示す(V1>V2)ため、出力
は「FAR」となる。しかし、階段検出器6bに入射さ
れた反射光は、対象物が設定値d2よりも近い距離であ
ることを検出する(V1<V2)ことになり、出力は
「NEAR」となる。
When the road surface is substantially flat, the reflected light incident on the staircase detector 6a indicates that the object is at a distance farther than the set value d1 (V1> V2). FAR ". However, the reflected light incident on the staircase detector 6b detects that the object is at a distance shorter than the set value d2 (V1 <V2), and the output is “NEAR”.

【0026】これらの階段検出器6a,6bの出力結果
と路面の判定区分をまとめたものを表1に示す。
Table 1 summarizes the output results of the stair detectors 6a and 6b and the classification of road surface.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】このような、それぞれの検出器の「FA
R」、「NEAR」の組み合わせにより、移動装置前方
の対象物が昇り階段状か、降り階段状か、平面かの地表
形状を検知することができる。また、図5に装置の制御
を説明するブロック図を示す。装置の前方に配置させた
階段検出器6a,6bはそれぞれ制御装置(CPU)に
「FAR」か「NEAR」の信号を送る。制御装置(C
PU)は、階段検出器6a,6bから送られたそれぞれ
の結果を、表1の判定表に従って階段が昇り階段である
か降り階段であるかを判定することができる。
As described above, the "FA" of each detector
By the combination of “R” and “NEAR”, it is possible to detect the shape of the ground surface whether the target object in front of the mobile device is ascending, descending, or planar. FIG. 5 is a block diagram illustrating control of the apparatus. The staircase detectors 6a and 6b arranged in front of the apparatus respectively send a signal of "FAR" or "NEAR" to the control device (CPU). Control device (C
PU) can determine whether the stair is an ascending stair or a descending stair according to the determination table of Table 1 based on the respective results sent from the stair detectors 6a and 6b.

【0029】さらに、この判定結果を重心移動機構に伝
達し、重心位置を移動すべき方向に移動することもでき
る。このように予め設定された距離に対し、遠近の二値
化判別ができる安価な検出器と設定値が異なる2個の同
検出器を組み合わせる事により、昇り階段であるか降り
階段であるかを判断することが可能となった。
Further, the result of the determination can be transmitted to the center of gravity moving mechanism, and the position of the center of gravity can be moved in the direction to be moved. By combining an inexpensive detector that can discriminate binarization of distance and two identical detectors with different set values for a preset distance in this way, it is possible to determine whether it is an ascending stair or a descending stair. It has become possible to judge.

【0030】また、移動装置の後方に検知器7を設けれ
ば、移動装置を後進させることができ、移動装置の方向
を180度変えることなく方向転換することが可能とな
る。更に、それぞれの検知器の設定値(d1,d2)を
変化させることにより、さまざまな段差の対象物(例え
ば階段)に適応させることができる。尚、本願発明の移
動装置は、無人で自走させることも可能である。
Further, if the detector 7 is provided behind the moving device, the moving device can be moved backward, and the direction of the moving device can be changed without changing the direction by 180 degrees. Further, by changing the set values (d1, d2) of the respective detectors, it is possible to adapt to objects having various steps (for example, stairs). Note that the mobile device of the present invention can be driven by an unmanned person.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、対象物ま
での距離を所定の距離と比較してその遠近が判別できる
安価で簡単な構成の検出器を複数個使用し、各検出器の
検出結果を判別することより、その階段が昇り階段であ
るか降り階段であるかを判断することができ、この判定
結果をもとに、階段走行時に必要な装置の重心移動を操
作者の判断に頼ることなく実行できるので、操作者の誤
判断による危険を回避することができる。また、操作も
簡単になり、操作者の操作に係わる負担を軽減すること
ができる。
As described above, according to the present invention, a plurality of inexpensive and simple detectors capable of determining the distance by comparing the distance to the object with a predetermined distance are used. By determining the detection result, it is possible to determine whether the staircase is an ascending staircase or a descending staircase. Since it can be executed without relying on judgment, danger due to erroneous judgment by the operator can be avoided. Further, the operation is simplified, and the burden on the operation of the operator can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】は、本発明の一実施例を示す装置の概略図(側
面図)である。
FIG. 1 is a schematic view (side view) of an apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】は、本発明の一実施例を示す装置の概略図(正
面図)である。
FIG. 2 is a schematic view (front view) of an apparatus showing one embodiment of the present invention.

【図3】は、本発明の一実施例の階段検出器の検出原理
を説明する概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a detection principle of a staircase detector according to one embodiment of the present invention.

【図4】は、本発明の一実施例の階段検出器を有する装
置の昇降時の動作をを説明する概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the apparatus having the staircase detector according to one embodiment of the present invention at the time of elevating and lowering.

【図5】は、本発明の一実施例の装置の制御を説明する
ブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating control of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図6】は、本発明の一実施例の装置の平地における装
置の重心位置を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing the position of the center of gravity of the apparatus on a flat ground according to an embodiment of the present invention.

【図7】は、本発明の一実施例の装置の階段における装
置の重心位置を示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the position of the center of gravity of the apparatus on the steps of the apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図8】は、従来の装置の階段における装置の一部を上
方に移動した場合を示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a case where a part of the device on the stairs of the conventional device is moved upward.

【図9】従来の装置の一部を前後に移動できる装置を示
す概略図である。
FIG. 9 is a schematic view showing a device capable of moving a part of the conventional device back and forth.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・装置本体 2・・・クローラ走行機構 3・・・クローラフレーム機構 4・・・装置上部機構 5・・・重心移動機構 6,7・・・階段検出器 61・・発光素子 62・・受光素子 63・・発光レンズ 64・・受光レンズ 65・・光電変換回路 66・・コンパレータ 67・・事前に設定した距離にある対象物 68・・事前に設定した距離より近い位置にある対象物 6a・・一方の階段検出器 6b・・他方の階段検出器 以上 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Device main body 2 ... Crawler running mechanism 3 ... Crawler frame mechanism 4 ... Device upper mechanism 5 ... Center of gravity moving mechanism 6, 7 ... Stair detector 61 ... Light emitting element 62 ... · Light receiving element 63 · · · light emitting lens 64 · · · light receiving lens 65 · · · photoelectric conversion circuit 66 · · · comparator 67 · · · objects located at a preset distance 68 · · · objects located closer than the preset distance 6a ... one stair detector 6b ... the other stair detector

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】移動装置本体と、前記移動装置本体の前方
または/及び後方に少なくとも2つずつ設置され、対象
物に光を照射する発光素子と前記対象物からの反射光を
受光し前記対象物の遠近を二値化判別可能な受光素子を
有する、進行方向前方の地表形状を検知可能な階段検出
手段を有する平地での走行および階段状地での昇降が可
能な移動装置。
1. A moving device main body, at least two light emitting devices installed in front of and / or behind the moving device main body for irradiating an object with light, and receiving light reflected from the object to receive the object. A moving device having a light receiving element capable of discriminating the distance of an object into a binary value and having stair detecting means capable of detecting the shape of the ground surface ahead in the traveling direction, capable of traveling on flat ground and ascending and descending on stairs.
【請求項2】移動装置本体と、前記移動装置本体の前方
または/及び後方に少なくとも2つずつ設置され、対象
物に光を照射する発光素子と前記対象物からの反射光を
受光し前記対象物の遠近を二値化判別可能な受光素子を
有する、進行方向前方の地表形状を検知可能な階段検出
手段と、前記階段検出手段で得られた情報をもとに前記
移動装置本体の重心位置を前後両方向へ移動可能な重心
移動手段を有する平地での走行および階段状地での昇降
が可能な移動装置。
2. A moving apparatus main body, at least two light emitting elements installed in front of and / or behind the moving apparatus main body for irradiating an object with light and receiving reflected light from the object to receive the object. A stair detecting means having a light receiving element capable of binarizing the distance of the object, capable of detecting the shape of the ground surface ahead in the traveling direction, and a center of gravity of the main body of the moving apparatus based on information obtained by the stair detecting means A moving device capable of traveling on level ground and ascending and descending on stairs having a center of gravity moving means capable of moving the vehicle in both front and rear directions.
【請求項3】少なくとも2つの発光素子から対象物へそ
れぞれ光を照射する工程と、対象物からのそれぞれの反
射光を少なくとも2つの二値化判別可能な受光素子にそ
れぞれ入射させる工程と、前記のそれぞれの対象物の遠
近をそれぞれ二値化する工程と、前記二値化された値と
前記受光素子それぞれに設定された異なる設定値とを比
較する工程と、前記のそれぞれの受光素子で比較したそ
れぞれの値どうしの組み合わせにより前記対象物を検知
することを特徴とする検知方法。
A step of irradiating the object with light from at least two light-emitting elements; and a step of causing respective reflected lights from the object to enter at least two binarized discriminating light-receiving elements. Binarizing the perspective of each of the objects, comparing the binarized value with different set values set for the respective light receiving elements, and comparing the respective light receiving elements. A detection method for detecting the object by a combination of the respective values.
JP8210856A 1996-08-09 1996-08-09 Object detecting method and moving device using this method Pending JPH1053174A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8210856A JPH1053174A (en) 1996-08-09 1996-08-09 Object detecting method and moving device using this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8210856A JPH1053174A (en) 1996-08-09 1996-08-09 Object detecting method and moving device using this method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1053174A true JPH1053174A (en) 1998-02-24

Family

ID=16596241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8210856A Pending JPH1053174A (en) 1996-08-09 1996-08-09 Object detecting method and moving device using this method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1053174A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277351A (en) * 2001-03-19 2002-09-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd Mechanism for moving center of gravity for unmanned operation vehicle
JP2002293245A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Kyowakiden Industry Co Ltd Stairway and the like elevating/lowering vehicle
CN104443094A (en) * 2014-10-14 2015-03-25 江苏大学 Three-foot stair climbing device and implementing method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277351A (en) * 2001-03-19 2002-09-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd Mechanism for moving center of gravity for unmanned operation vehicle
JP2002293245A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Kyowakiden Industry Co Ltd Stairway and the like elevating/lowering vehicle
CN104443094A (en) * 2014-10-14 2015-03-25 江苏大学 Three-foot stair climbing device and implementing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060103927A1 (en) Object recognition apparatus for motor vehicle
US4947353A (en) Automatic vehicle detecting system
BRPI0622243B1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR INSPECTING A MOBILE OBJECT BY FORMING RADIATION IMAGES
EP0238615A1 (en) Method of navigating an automated guided vehicle.
KR910003532B1 (en) Visual sensor system
JP6464410B2 (en) Obstacle determination device and obstacle determination method
US20230065210A1 (en) Optical distance measuring device
JP2008003959A (en) Communication system for vehicle
JPH1053174A (en) Object detecting method and moving device using this method
JP3606032B2 (en) Axle detection device and passage fee calculation device
JP3804404B2 (en) Vehicle detection device
WO2021024838A1 (en) Traveling direction state detection device and truck using same
KR100290085B1 (en) Localization method for an automated guided vehicle navigating on the vertical wall
JPH107036A (en) Traveling device
JPH1016833A (en) Traveling device
JP3755402B2 (en) Axle detection device
JPH01240811A (en) Distance discriminating apparatus for vehicle
JP3043212B2 (en) Vehicle width measuring method and device
JP6914104B2 (en) Bogie
JP4281456B2 (en) Leading vehicle detection device
JPH0783827A (en) Road surface condition detecting device for use in vehicle
JPH07229728A (en) Device for detecting road surface
JPH0926823A (en) Moving device
CN111033313A (en) Distance measuring device and moving body provided with same
JP7131995B2 (en) Vehicle detector, vehicle detector adjustment method, and program