JPS62108106A - 知能移動機械の二次元センサ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、知能移動機械（ロボット）の測距装置（目）
に好適な二次元センサーに関する。

〔発明の背景〕

ガイドワイヤなどの誘導治具を使わない自走ロボットが
実用期を迎えつつある。この自走ロボットの最大のポイ
ントは周囲の状況を適確に検知するための、人間の目に
相当する二次元センサーにある。この二次元センサーに
は超音波を利用するもの、或は、画像処理により行うも
の等がある。しかしながら、超音波を利用する場合には
、方位分解能が低くＣ３ｍでφ１５０）検出反応速度が
遅いという制約があり、画像処理の場合には、複雑な形
状は検出しにくいという制約があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した欠点をなくし、方位分″＃ｌ
龍が良好で、かつ、検出反応速度が速い知能移動機械の
二次元センサーを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明では超音波のかわりに赤外ビームをスキャンさせ
ることで分解能および応答速度の向上を図る。

以下、本発明の二次元センサーの測距原理を第２図、第
６図を用いて説明する。第２図において、１０は投射レ
ンズ、１１は受光レンズ、１２は発光素子、１５は受光
素子である。角度θは、発光素子１２から発した光線が
距離ｙの測定物（図示せず）で反射し、受光レンズ１１
に入射する角！　テある。ｌは発光レンズ１０の光軸と
受光レンズの光軸との距離であり、以下、基線長と呼ぶ
ものである。ｆは受光レンズ１１の焦点距離であり、Ｘ
は、角度θで入射した光の受光素子１３上で結像するス
ポット像の光軸からの距離である。

かかる構成により、発光素子１２から発光した光は、投
射レンズ１０を経て、距離ｙの測定物に照射され、測定
物で反射した光は、受光レンズ１１に角度θで入射し、
受光素子１Ｓ上で光軸からＸの位置に結像する。入射角
θは、距離ｙと基線長ｌで決定され１次式で表わされる
。

θ　＝　　ｔａｎ−’　− 即ち、測定物までの距離を測定するためには、θを測定
すればよいことが判る。

また、受光レンズの焦点距離ｆと角度θから、受光セン
サ上での反射光の結像位７ｊｌｌｘはＸまり、次式で表
わされる。

ｘ＝ｆｔａルθ 従って、Ｘを測定することによっても、測定物までの距
離を求めることができる。

以上により、距離ｙの測定物の位置が検出できる。次Ｋ
、測距範囲を二次元に広げる方法について説明する。第
３図において１４は測距部、１５は回転軸、１６は情報
処理部、１７は測定物である。最初の測定は測定物の任
意の点ｙ１に関して行なわれる。この時のｙｌの距離情
報は情報処理部１６に記憶される。次に測距部１４は回
転１１１５を中心に、所望する方位分解能に応じた角度
δだけ回転する。そして、この時の測定点ｙ、の距離情
報は、角度情報と共に情報処理部１６に記憶される。以
後、回転−測距・情報記憶を繰りかえすことにより、測
定物の凹凸等の位置情報を倹知することが可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。

ｉ＠１図は、本発明の二次元センサーの構成を示してお
り、１は測距部、２は測距部１の回転軸であり、パルス
モータ５に連結している。４はパルスモータ３の制御部
であり、５は測距部１からの測定部の距離情報、パルス
モータ制御部４からの回転角度情報および９に示す現在
位置。

検出器からの現在位置情報を６のメモリに記憶させるた
めのメモリ制御装置、７はメモリ６の内容を処理するマ
イコンであり、８はマイコン７で処理した内容を整理す
るマツプである。

次に動作を説明する。任意の位置におかれた知能移動機
械の二次元センサーは、任意の測定物の測定点ｙ１の距
離を測定する。この情報はメモリ制御装置５によりメモ
リ６に記憶される。

次に、所望する方位分解能に応じた角度だけパルスモー
タ制御部４を制御してパルスモータ３を駆動させ測距部
１を回転させる。回転が完了した後、測距部１は新たな
測定点ｙ２の距離を測定する。この距離情報はメモリ制
御ｆｌｊ５を通じ、パルスモータ制御部４からの回転角
度情報と共にメモリ６に記憶される。以後、回転畳測距
・情報記憶を予じめ設定した角度分だけ行う。

そして測距が完了した時点でマイコン７によりメモリ６
の内容を処理し、マツプ８で地図を作成する。そしてマ
ツプ８の地図に従い、１８の、駆動制御部により１９の
距離部を制御・ｍ動させることで、知能移動機械の移動
が可能となる。

なお、測距部の受光素子として、今回は二分割センサを
起用し、これを移動させ、各分割面に反射光が均等に入
射する時の移砺蛍から測距を行った。また、今回の分解
能は２扉の距離でφ５０、さらに測距のおよぶ範囲は２
０展四方であった。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、分解能が良好、かつ
、応答速度の速い二次元でンサーが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の二次元センサーの構成図、第２図、第
６図は測距原理を説明する図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、投射レンズと発光素子とからなる発光部と、受光レ
   ンズと受光素子とからなる受光部とを備え、該発光部が
   発した光が測定物を照射し、該測定物からの反射光を該
   受光部で受光し、該受光部での該反射光の受光状態によ
   り該測定物の距離計測を行なう測距部が、任意の回転軸
   により回転動作することを特徴とする知能移動機械の二
   次元センサー。 ２、発光素子が赤外線を発する素子であることを特徴と
   する特許請求範囲第１項記載の知能移動機械の二次元セ
   ンサー。