JPWO2011155002A1 - Ranging device and traveling vehicle - Google Patents

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JPWO2011155002A1 JP2012519142A JP2012519142A JPWO2011155002A1 JP WO2011155002 A1 JPWO2011155002 A1 JP WO2011155002A1 JP 2012519142 A JP2012519142 A JP 2012519142A JP 2012519142 A JP2012519142 A JP 2012519142A JP WO2011155002 A1 JPWO2011155002 A1 JP WO2011155002A1
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啓 山崎
啓 山崎
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    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Abstract

測距装置の誤検出を低減する。レーザ光(L)を投射する投光手段(101)と、回転軸Cに対して光軸が角度aで回転するように投光手段(101)から投射されるレーザ光(L)を掃引する第一掃引手段(102)と、投光手段(101)から投射されるレーザ光(L)が対象物に当たって反射する反射光(R)を受光した場合に信号を送信する受光手段(103)とを備え、角度aは、80度≦a<90度である。Reduce false detection of ranging device. The light projecting means (101) for projecting the laser light (L) and the laser light (L) projected from the light projecting means (101) are swept so that the optical axis rotates at an angle a with respect to the rotation axis C. A first sweeping means (102), and a light receiving means (103) for transmitting a signal when the reflected light (R) reflected by the laser light (L) projected from the light projecting means (101) hits the object is received. The angle a is 80 degrees ≦ a <90 degrees.

Description

本願発明は、レーザ光を投射し、対象物からの反射光に基づき対象物までの距離に関する情報を得る測距装置、および、当該測距装置を備える走行車に関する。   The present invention relates to a distance measuring device that projects laser light and obtains information related to a distance to an object based on reflected light from the object, and a traveling vehicle including the distance measuring device.

無人搬送車などの走行車には、障害物との衝突を回避するために、また、作業者との接触を回避するためにレーザ光を用いた測距装置が搭載されている。   A traveling vehicle such as an automatic guided vehicle is equipped with a distance measuring device using a laser beam in order to avoid collision with an obstacle and to avoid contact with an operator.

この測距装置は、レーザ光を回転させながら投射し、走行車相互や障害物、作業者等の対象物によって反射した反射光を受光することにより、危険領域内に対象物が存在するか否かを検出したり、対象物までの距離を検出したりするものである。そして、走行車は測距装置から得られる情報に基づき、走行が制御され、衝突や接触を回避するものとなっている。   This distance measuring device projects while rotating laser light, and receives reflected light reflected by objects such as traveling vehicles, obstacles, workers, etc., to determine whether the object is present in the danger area. Or detecting the distance to the object. The traveling vehicle is controlled on the basis of information obtained from the distance measuring device to avoid collision and contact.

例えば、特許文献1においては、回転する鏡の回転軸と交差する点に所定の角度でレーザ光を照射することで、鏡の回転軸を中心としてレーザ光を回転させると共に、回転軸に沿う方向にレーザ光を蛇行させることで、対象物の距離ばかりでなく、測距装置に対する対象物の角度までも検出する測距装置が開示されている。   For example, in Patent Document 1, by irradiating a laser beam at a predetermined angle to a point that intersects with the rotation axis of the rotating mirror, the laser beam is rotated about the rotation axis of the mirror and the direction along the rotation axis A distance measuring device is disclosed that detects not only the distance of the object but also the angle of the object with respect to the distance measuring apparatus by meandering the laser beam.

上記従来の測距装置を、複数台の走行車のそれぞれに取り付けて一つの工場内で運用する場合、一の走行車に取り付けられた測距装置から投射された光が予期せぬ対象物に反射し、他の走行車に取り付けられた測距装置に受光される場合がある。この場合、他の走行車の測距装置は、不必要な対象物を検出する誤検出が発生することとなるため、走行車が停止するなど工場全体としての走行車の運用に不具合が発生することがある。   When the conventional distance measuring device is attached to each of a plurality of traveling vehicles and operated in one factory, the light projected from the distance measuring device attached to the one traveling vehicle becomes an unexpected object. The light may be reflected and received by a distance measuring device attached to another traveling vehicle. In this case, since the distance measuring device of other traveling vehicles will generate a false detection of detecting an unnecessary object, a malfunction occurs in the operation of the traveling vehicle as a whole factory, for example, the traveling vehicle stops. Sometimes.

そこで、従来においては、図5Aに示すように、走行車200の走行方向に対して測距装置100を数度傾けて取り付けることで、投射されるレーザ光Lの回転軸Cを傾かせ、走行車200相互間の誤検出を回避する方法が採用されている。   Therefore, conventionally, as shown in FIG. 5A, the distance measuring device 100 is attached to the traveling direction of the traveling vehicle 200 while being inclined by several degrees, so that the rotation axis C of the laser beam L to be projected is tilted. A method for avoiding erroneous detection between the cars 200 is employed.

特開2009−236774号公報JP 2009-236774 A

ところが、測距装置100を走行車の走行方向に対して傾けただけでは、図5Bに示すように走行車200の走行方向に対して垂直にレーザ光Lが投射される場合、レーザ光Lは床面Fと平行に投射されることとなる。この場合、走行車200相互間の誤検出が発生する場合があり問題となっている。   However, when the distance measuring device 100 is simply tilted with respect to the traveling direction of the traveling vehicle, when the laser light L is projected perpendicular to the traveling direction of the traveling vehicle 200 as shown in FIG. It is projected in parallel with the floor surface F. In this case, erroneous detection between the traveling vehicles 200 may occur, which is a problem.

本願発明は、前記問題に鑑みなされたものであり、走行車相互間の誤検出の発生をできる限り抑止することができる測距装置、および、当該測距装置を備える走行車の提供を目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a distance measuring device capable of suppressing the occurrence of erroneous detection between traveling vehicles as much as possible, and a traveling vehicle including the distance measuring device. Yes.

上記目的を達成するために、本願発明にかかる測距装置は、レーザ光を投射する投光手段と、回転軸に対して光軸が角度aで回転するように前記投光手段から投射されるレーザ光を掃引する第一掃引手段と、前記投光手段から投射されるレーザ光が対象物に当たって反射する反射光を受光した場合に信号を送信する受光手段とを備え、前記角度aは、80度≦a<90度であることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a distance measuring device according to the present invention is projected from the light projecting means for projecting laser light and the light projecting means so that the optical axis rotates at an angle a with respect to the rotation axis. A first sweeping means for sweeping the laser light; and a light receiving means for transmitting a signal when the laser light projected from the light projecting means hits an object and reflects the light, and the angle a is 80 Degrees ≦ a <90 degrees.

また、前記第一掃引手段は、回転軸と交差し、投光手段から投射されるレーザ光を反射する反射面を有する反射部と、前記反射部を回転軸を中心に回転させる回転部とを備え、前記投光手段は、回転軸に沿って前記反射部の反射面にレーザ光を照射するものでもよい。   The first sweeping unit includes a reflection unit that intersects the rotation axis and has a reflection surface that reflects the laser light projected from the light projecting unit, and a rotation unit that rotates the reflection unit around the rotation axis. The light projecting unit may irradiate a laser beam onto the reflection surface of the reflection unit along the rotation axis.

これによれば、回転角度によってレーザ光が投射される角度が変わることなく、回転軸に対する角度を一定に維持してレーザ光が回転するため、同種の測距装置が複数個配置されるような場合でも、他の測距装置から投射された光を受光する誤検出を可及的に抑制することができる。   According to this, since the angle at which the laser beam is projected does not change depending on the rotation angle, and the laser beam rotates while maintaining a constant angle with respect to the rotation axis, a plurality of the same kind of distance measuring devices are arranged. Even in this case, erroneous detection of receiving light projected from another distance measuring device can be suppressed as much as possible.

また、レーザ光の投射角度が一定であるため、対象物の距離、および、大きさ(高さ)のいずれか一方が解っている場合、反射光を受光するか否かで他方の情報を取得することができる。例えば、対象物の大きさが既知の場合、反射光を受光することで、測距装置と対象物との距離が所定の範囲内にあることを検知することが可能となる。   In addition, since the projection angle of the laser beam is constant, when either one of the distance and the size (height) of the object is known, the other information is acquired depending on whether or not the reflected light is received. can do. For example, when the size of the object is known, it is possible to detect that the distance between the distance measuring device and the object is within a predetermined range by receiving the reflected light.

また、前記第一掃引手段はさらに、前記反射面の回転軸に対する角度を変更する角度変更手段を備えるものでもよい。   The first sweeping unit may further include an angle changing unit that changes an angle of the reflecting surface with respect to the rotation axis.

これによれば、対象物の距離、および、大きさ(高さ)のいずれか一方から他方を検出するための閾値を変更することが可能となり、測距装置の汎用性を向上させることが可能となる。   According to this, it becomes possible to change the threshold value for detecting the other from either one of the distance and the size (height) of the object, and the versatility of the distance measuring device can be improved. It becomes.

また、前記受光手段の視野の中でもっとも感度のよい方向を受光方向とした場合に、回転軸に対して受光方向が前記角度aで回転するように受光方向を掃引する第二掃引手段を備えるものでもよい。   And a second sweeping means for sweeping the light receiving direction so that the light receiving direction rotates at the angle a with respect to the rotation axis when the light receiving direction is the most sensitive direction in the visual field of the light receiving means. It may be a thing.

これによれば、反射光が入射するであろう方向に、受光方向を向けることができるため、測距装置の感度を向上させることが可能となる。また、他に発生する光によって反射光が検出できなくなるような現象を回避することが可能となる。   According to this, since the light receiving direction can be directed to the direction in which the reflected light will be incident, the sensitivity of the distance measuring device can be improved. In addition, it is possible to avoid a phenomenon in which reflected light cannot be detected by other generated light.

また、上記目的を達成するために、本願発明に係る走行車は、レーザ光を投射する投光手段と、走行方向に対して光軸が角度bで回転するように前記投光手段から投射されるレーザ光を掃引する第一掃引手段と、前記投光手段から投射されるレーザ光が対象物に当たって反射する反射光を受光した場合に信号を送信する受光手段と、前記受光手段からの信号に基づき自身の走行速度を減速させる制御部とを備え、前記角度bは、0度<b≦10度であることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a traveling vehicle according to the present invention is projected from the light projecting means for projecting laser light and the light projecting means so that the optical axis rotates at an angle b with respect to the traveling direction. A first sweeping means for sweeping the laser light, a light receiving means for transmitting a signal when the laser light projected from the light projecting means hits an object and is reflected, and a signal from the light receiving means And a control unit that decelerates the traveling speed of the vehicle, and the angle b is 0 degree <b ≦ 10 degrees.

これによれば、走行車が走行する床面に対してレーザ光が投射される角度が変わることなく、回転軸に対する角度を一定に維持してレーザ光が回転するため、同種の走行車が複数台走行するような工場内でも、他の測距装置から投射された光を受光して走行車を停止させるような誤検出を可及的に抑制することができる。   According to this, since the angle at which the laser beam is projected onto the floor surface on which the traveling vehicle travels does not change, and the laser beam rotates while maintaining the angle with respect to the rotation axis constant, there are a plurality of similar traveling vehicles. Even in a factory that travels on a table, it is possible to suppress as much as possible false detections such as receiving light projected from another distance measuring device and stopping the traveling vehicle.

また、レーザ光の投射角度が一定であるため、対象物の距離、および、大きさ(高さ)のいずれか一方が解っている場合、反射光を受光するか否かで他方の情報を取得することができる。例えば、対象物の大きさが既知の場合、反射光を受光することで、測距装置と対象物との距離が所定の範囲内にあることを検知し、走行車を制御することが可能となる。   In addition, since the projection angle of the laser beam is constant, when either one of the distance and the size (height) of the object is known, the other information is acquired depending on whether or not the reflected light is received. can do. For example, when the size of an object is known, it is possible to detect that the distance between the distance measuring device and the object is within a predetermined range by receiving reflected light and control the traveling vehicle. Become.

本願発明によれば、誤検出を抑制することが可能となる。   According to the present invention, erroneous detection can be suppressed.

図1は、測距装置の全体を模式的に示す斜示図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing the entire distance measuring apparatus. 図2は、測距装置を切り欠いて模式的に側方から示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing the distance measuring device from the side, with the distance measuring device cut away. 図3は、測距装置から得られる信号に基づき演算を行う演算部と測距装置の各構成との接続関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a connection relationship between a calculation unit that performs a calculation based on a signal obtained from the distance measuring device and each component of the distance measuring device. 図4Aは、走行車を側方から模式的に示す平面図である。FIG. 4A is a plan view schematically showing the traveling vehicle from the side. 図4Bは、走行車を前方から模式的に示す平面図である。FIG. 4B is a plan view schematically showing the traveling vehicle from the front. 図5Aは、従来の走行車を側方から模式的に示す平面図である。FIG. 5A is a plan view schematically showing a conventional traveling vehicle from the side. 図5Bは、従来の走行車を前方から模式的に示す平面図である。FIG. 5B is a plan view schematically showing a conventional traveling vehicle from the front.

次に、本願発明に係る測距装置100の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。   Next, an embodiment of a distance measuring device 100 according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、測距装置の全体を模式的に示す斜示図である。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing the entire distance measuring apparatus.

図2は、測距装置を切り欠いて模式的に側方から示す平面図である。   FIG. 2 is a plan view schematically showing the distance measuring device from the side, with the distance measuring device cut away.

同図に示すように、測距装置100は、レーザ光Lを投射し、対象物(図示せず)に反射した反射光Rを受光して距離に関する情報を取得し、障害物の有無や障害物までの距離を取得する障害物センサなどと称される装置であり、投光手段101と、第一掃引手段102と、受光手段103と、基体104とを備えている。   As shown in the figure, the distance measuring device 100 projects laser light L, receives reflected light R reflected on an object (not shown), acquires information about the distance, and determines whether there is an obstacle or an obstacle. It is an apparatus called an obstacle sensor that acquires a distance to an object, and includes a light projecting unit 101, a first sweep unit 102, a light receiving unit 103, and a base body 104.

投光手段101は、レーザ光Lを投射する光源である。本実施の形態の場合、投光手段101は、レーザ光Lを回転軸C上に投射できるように、レンズ(図示せず)を備え、基体104の底面部に固定されている。投光手段101から投射されるレーザ光Lの種類は特に限定されるものではないが、外乱光の影響を最小限に抑えるためには赤外光を採用することが好ましい。   The light projecting means 101 is a light source that projects the laser light L. In the case of the present embodiment, the light projecting means 101 includes a lens (not shown) so that the laser light L can be projected onto the rotation axis C, and is fixed to the bottom surface of the base body 104. The type of laser light L projected from the light projecting unit 101 is not particularly limited, but it is preferable to use infrared light in order to minimize the influence of disturbance light.

第一掃引手段102は、回転軸Cに対してレーザ光Lの光軸が角度aで回転するように投光手段101から投射されるレーザ光Lを掃引する装置である。本実施の形態の場合、第一掃引手段102は、反射部120と回転部121とを備えている。   The first sweep means 102 is an apparatus that sweeps the laser light L projected from the light projecting means 101 so that the optical axis of the laser light L rotates at an angle a with respect to the rotation axis C. In the case of the present embodiment, the first sweeping unit 102 includes a reflection unit 120 and a rotation unit 121.

反射部120は、回転軸Cと交差し、投光手段101から投射されるレーザ光Lを反射する反射面122を有する鏡状の部材である。反射部120の反射面122の角度は、回転軸C上に投射されたレーザ光Lが回転軸Cに対し80度≦a<90度となるような角度に配置されている。また、反射部120は、軸体123の上端部に取り付けられており、回転軸Cを中心に回転する軸体123と共に回転し、かつ、前記角度が維持できるように取り付けられている。   The reflection unit 120 is a mirror-like member having a reflection surface 122 that intersects the rotation axis C and reflects the laser light L projected from the light projecting unit 101. The angle of the reflection surface 122 of the reflection unit 120 is arranged such that the laser light L projected onto the rotation axis C is 80 degrees ≦ a <90 degrees with respect to the rotation axis C. The reflecting portion 120 is attached to the upper end portion of the shaft body 123, and is attached so as to rotate together with the shaft body 123 rotating around the rotation axis C and maintain the angle.

角度aは、90度であると、他の測距装置からのレーザ光Lによる反射光Rを受光する可能性が高まるため望ましくない。また、80度未満になると、測距装置100と対象物との距離がかなり短くならないと反射光Rが得られないため、測距装置100としての機能が果たせなくなる。以上から、測距装置100として実質的に選択される角度aは85度≦a≦89度と考えられる。   If the angle a is 90 degrees, the possibility of receiving the reflected light R from the laser light L from another distance measuring device is increased, which is not desirable. On the other hand, when the angle is less than 80 degrees, the reflected light R cannot be obtained unless the distance between the distance measuring device 100 and the object is considerably shortened, so that the function as the distance measuring device 100 cannot be performed. From the above, it is considered that the angle a substantially selected as the distance measuring device 100 is 85 degrees ≦ a ≦ 89 degrees.

回転部121は、反射部120を回転軸Cを中心に一定方向に回転させる装置である。本実施の形態の場合、回転部121には筒状の軸体123を回転させることのできるモータが採用されている。また、回転部121は、基体104に対しブラケット105を介して固定されている。   The rotating unit 121 is a device that rotates the reflecting unit 120 around the rotation axis C in a certain direction. In the case of the present embodiment, a motor capable of rotating the cylindrical shaft 123 is employed for the rotating unit 121. The rotating part 121 is fixed to the base body 104 via a bracket 105.

上記第一掃引手段102により、投光手段101から回転軸Cに投射されるレーザ光Lを反射部120の反射面122に反射させることで放射方向にレーザ光Lを反射させることができる。そして、反射部120がレーザ光Lの入射角を変更することなく回転軸Cを中心として回転するため、レーザ光Lを角度aを維持したまま、回転軸Cの周りを回転するように掃引することが可能となる。   The first sweeping unit 102 reflects the laser light L projected from the light projecting unit 101 onto the rotation axis C to the reflecting surface 122 of the reflecting unit 120, whereby the laser light L can be reflected in the radial direction. Then, since the reflection unit 120 rotates about the rotation axis C without changing the incident angle of the laser light L, the laser light L is swept so as to rotate around the rotation axis C while maintaining the angle a. It becomes possible.

なお、第一掃引手段102は、上記実施の形態に限定されるものでは無い。例えば、軸体123、および、反射部120を一定方向に回転させるのではなく、回転と逆回転とを繰り返し軸体123、および、反射部120を回転揺動させるものでもかまわない。また、反射部120を備えることなく、投光手段101自体を回転、または、回転揺動させるものでもかまわない。   The first sweep means 102 is not limited to the above embodiment. For example, instead of rotating the shaft body 123 and the reflecting portion 120 in a certain direction, the shaft body 123 and the reflecting portion 120 may be rotated and oscillated repeatedly by repeating rotation and reverse rotation. Further, the light projecting means 101 itself may be rotated or rotationally oscillated without providing the reflecting section 120.

受光手段103は、投光手段101から投射されるレーザ光Lが対象物に当たって反射する反射光Rを受光した場合に信号を送信する装置である。例えば、受光手段103としは、フォトダイオード等の光センサを挙示することができ、投光手段101が投射するレーザ光Lの種類に応じて適宜採用される。本実施の形態の場合、受光手段103は、反射光Rを回転軸C上で受光できるように、レンズ(図示せず)を備え、基体104の天井部に固定されている。   The light receiving unit 103 is a device that transmits a signal when the laser beam L projected from the light projecting unit 101 receives the reflected light R that is reflected when it hits an object. For example, as the light receiving means 103, an optical sensor such as a photodiode can be listed, and is appropriately adopted according to the type of the laser light L projected by the light projecting means 101. In the case of the present embodiment, the light receiving means 103 includes a lens (not shown) so that the reflected light R can be received on the rotation axis C, and is fixed to the ceiling portion of the base body 104.

本実施の形態の場合、測距装置100は、第二掃引手段106を備えている。第二掃引手段106は、受光手段103の視野の中でもっとも感度のよい方向を受光方向(同図中、反射光Rと同じ方向)とした場合に、回転軸Cに対して受光方向が前記角度aで回転するように受光方向を掃引する装置である。本実施の形態の場合、第二掃引手段106は、受光反射部160と、回転部とを備えている。なお、本実施の形態の場合、第二掃引手段106を構成する回転部は、第一掃引手段102を構成する回転部121と共通している。   In the case of the present embodiment, the distance measuring device 100 includes the second sweep means 106. The second sweeping means 106 has the light receiving direction relative to the rotation axis C when the most sensitive direction in the visual field of the light receiving means 103 is the light receiving direction (the same direction as the reflected light R in the figure). It is a device that sweeps the light receiving direction so as to rotate at an angle a. In the case of the present embodiment, the second sweep means 106 includes a light receiving / reflecting unit 160 and a rotating unit. In the case of the present embodiment, the rotating part constituting the second sweeping means 106 is common to the rotating part 121 constituting the first sweeping means 102.

受光反射部160は、回転軸Cと交差し、対象物から反射した反射光Rを反射する受光反射面162を有する鏡状の部材である。受光反射部160の受光反射面162の角度は、受光方向が回転軸Cに対し80度≦a<90度となるような角度に配置されている。また、受光反射部160は、反射部120を介して軸体123の上端部に取り付けられており、回転軸Cを中心に回転する軸体123と共に回転し、かつ、前記角度が維持できるように取り付けられている。なお、反射光Rはある程度散乱しているため、受光反射面162は、散乱光を集光することのできる凹面鏡でもかまわない。   The light receiving / reflecting unit 160 is a mirror-like member having a light receiving / reflecting surface 162 that intersects the rotation axis C and reflects the reflected light R reflected from the object. The angle of the light receiving / reflecting surface 162 of the light receiving / reflecting unit 160 is arranged such that the light receiving direction is 80 degrees ≦ a <90 degrees with respect to the rotation axis C. The light receiving / reflecting section 160 is attached to the upper end of the shaft body 123 via the reflecting section 120 so that the light receiving / reflecting section 160 rotates together with the shaft body 123 rotating around the rotation axis C and the angle can be maintained. It is attached. Since the reflected light R is scattered to some extent, the light-receiving / reflecting surface 162 may be a concave mirror that can collect the scattered light.

以上の様に、回転部を第一掃引手段102と共通することにより、レーザ光Lを投射する方向と受光方向とが常に一致するため、レーザ光Lが対象物に反射した反射光Rを効率よく受光することができ、測距装置100の感度を向上させることができる。   As described above, since the rotating unit is shared with the first sweeping unit 102, the direction in which the laser light L is projected and the light receiving direction always coincide with each other, and thus the reflected light R reflected by the object is efficiently reflected. Light can be received well, and the sensitivity of the distance measuring device 100 can be improved.

なお、第二掃引手段106は、上記実施の形態に限定されるものでは無い。例えば、受光反射部160を一定方向に回転させるのではなく、回転と逆回転とを繰り返し回転軸Cの周りに回転揺動させるものでもかまわない。また、受光手段103自体を回転、または、回転揺動させるものでもかまわない。また、受光手段103は、受光反射部160を円錐形状などにすることにより、基体104に対して静止状態であらゆる方向や限定された方向から来る反射光Rを受光するものでもかまわない。   The second sweep means 106 is not limited to the above embodiment. For example, instead of rotating the light receiving / reflecting unit 160 in a fixed direction, rotation and reverse rotation may be repeatedly rotated around the rotation axis C. Further, the light receiving means 103 itself may be rotated or rotationally oscillated. The light receiving means 103 may receive the reflected light R coming from any direction or a limited direction with respect to the base body 104 by making the light receiving / reflecting portion 160 conical or the like.

基体104は、上記各手段や部材を取り付けるための基礎となる部材である。本実施の形態の場合、投光手段101が投射するレーザ光Lと、第一掃引手段102が反射部120を回転させる回転軸Cと受光手段103が受光する受光方向が一致し、これらが相互にずれることのない剛性を備えている。   The base 104 is a member that serves as a basis for attaching the above-described means and members. In the case of the present embodiment, the laser light L projected by the light projecting means 101, the rotation axis C for rotating the reflecting portion 120 by the first sweeping means 102, and the light receiving direction received by the light receiving means 103 coincide with each other. Rigidity that does not deviate.

図3は、測距装置から得られる信号に基づき演算を行う演算部と測距装置の各構成との接続関係を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a connection relationship between a calculation unit that performs a calculation based on a signal obtained from the distance measuring device and each component of the distance measuring device.

受光回路173は、受光手段103から入力された信号を増幅すると共に、増幅した信号を演算部170に入力させる装置である。   The light receiving circuit 173 is a device that amplifies the signal input from the light receiving unit 103 and inputs the amplified signal to the arithmetic unit 170.

投光回路171は、演算部170から入力された信号を、投光手段101を駆動させるのに必要な大きさに増幅すると共に、増幅した信号を投光手段101に入力させる装置である。   The light projecting circuit 171 is a device that amplifies the signal input from the calculation unit 170 to a size necessary for driving the light projecting unit 101 and inputs the amplified signal to the light projecting unit 101.

演算部170は、各種情報を処理することのできる装置であり、一般的なコンピュータである。本実施の形態の場合、演算部170は、投光手段101が出射したレーザ光Lと受光手段103に受光された反射光Rとに基づいて、対象物までの距離を演算する処理部である。具体的には、レーザ光Lと反射光Rとの間の位相差から距離を検出する距離検出アルゴリズムに基づいて、回転軸Cの半径方向外側に位置する対象物までの距離を演算している。なお、位相差から距離を算出するアルゴリズムは一般的に公知であるため、ここではその説明は省略する。   The arithmetic unit 170 is a device that can process various types of information, and is a general computer. In the present embodiment, the calculation unit 170 is a processing unit that calculates the distance to the object based on the laser light L emitted from the light projecting unit 101 and the reflected light R received by the light receiving unit 103. . Specifically, based on a distance detection algorithm that detects the distance from the phase difference between the laser light L and the reflected light R, the distance to the object located radially outside the rotation axis C is calculated. . Since the algorithm for calculating the distance from the phase difference is generally known, its description is omitted here.

また、演算部170は、第一掃引手段102から得られる回転情報に基づいて、基体104に対する対象物の方向や、対象物の大きさ(幅)を算出する。   In addition, the calculation unit 170 calculates the direction of the object with respect to the base 104 and the size (width) of the object based on the rotation information obtained from the first sweep means 102.

ここで、回転情報とは、回転部121がサーボモータなど回転角に関する情報を出力できる装置であれば、当該情報であり、また、軸体123などにエンコーダを設ける場合は当該エンコーダからの情報である。   Here, the rotation information is the information if the rotation unit 121 is a device that can output information about the rotation angle such as a servo motor, and the information from the encoder when the encoder is provided in the shaft body 123 or the like. is there.

演算部170は、受光手段103から信号が得られた際の回転情報に基づき対象物の位置を算出することが可能となる。また、受光手段103から信号が得られるタイミングと得られた信号が得られなくなるタイミングと対象物との距離により対象物の大きさ(幅)を演算することも可能である。   The calculation unit 170 can calculate the position of the object based on the rotation information when the signal is obtained from the light receiving unit 103. It is also possible to calculate the size (width) of the object based on the timing at which a signal is obtained from the light receiving means 103, the timing at which the obtained signal cannot be obtained, and the distance from the object.

次に、上記構成の測距装置100を備えた走行車に基づき、測距装置100の使用態様を説明する。   Next, a usage mode of the distance measuring device 100 will be described based on a traveling vehicle including the distance measuring device 100 having the above-described configuration.

図4Aは、走行車を側方から模式的に示す平面図である。   FIG. 4A is a plan view schematically showing the traveling vehicle from the side.

図4Bは、走行車を前方から模式的に示す平面図である。   FIG. 4B is a plan view schematically showing the traveling vehicle from the front.

走行車200は、例えば、軌条に沿って走行する無人搬送車やクリーンルーム等において物品を搬送する搬送車である。走行車200は、制御部201を備えている。   The traveling vehicle 200 is, for example, a transport vehicle that transports articles in an automatic guided vehicle or a clean room that travels along a rail. The traveling vehicle 200 includes a control unit 201.

制御部201は、測距装置100の受光手段103からの信号に基づき走行速度を減速させる処理部である。本実施の形態の場合、測距装置100と制御部201との間には演算部170が介在配置されており、受光手段103からの信号に基づき演算処理された信号により、走行車200の減速や停止や方向転換など走行車200の動作を制御している。   The control unit 201 is a processing unit that reduces the traveling speed based on a signal from the light receiving unit 103 of the distance measuring device 100. In the case of the present embodiment, a calculation unit 170 is interposed between the distance measuring device 100 and the control unit 201, and the vehicle 200 is decelerated by a signal calculated based on a signal from the light receiving means 103. The operation of the traveling vehicle 200 is controlled such as stopping, turning, and the like.

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in this specification may be used as an embodiment of the present invention. In addition, the present invention includes modifications obtained by making various modifications conceivable by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention, that is, the meaning described in the claims. It is.

具体的には、投光手段101と受光手段103とを逆の位置に取り付けるものでもよい。また、測距装置100をカバーで覆い、回転状態で掃引されるレーザ光Lの限定された範囲のみを利用するものでもかまわない。例えば、走行方向を中心として左右に90度の範囲のみレーザ光Lが投射されるものでもよい。また、特定の波長範囲の光だけを透過し、それ以外の光を透過しないフィルタ材で覆うものでもよい。   Specifically, the light projecting unit 101 and the light receiving unit 103 may be attached at opposite positions. Alternatively, the distance measuring device 100 may be covered with a cover and only a limited range of the laser light L swept in the rotating state may be used. For example, the laser beam L may be projected only in the range of 90 degrees to the left and right with the traveling direction as the center. Further, it may be covered with a filter material that transmits only light in a specific wavelength range and does not transmit other light.

また、演算部170が、光をパルス状に強度変調して受光手段103が出力する信号との時間差を計測することにより距離を求めるTOF方式や、レーザ光Lをある一定の周波数でAM強度変調して受光信号との位相差から距離を求めるAM方式や、レーザ光Lを三角波の形で波長変調し、干渉光の周波数信号から距離を求めるFM方式等の距離検出アルゴリズムを使用するものでもよい。   Further, the arithmetic unit 170 modulates the intensity of the light in a pulse shape and measures the time difference from the signal output from the light receiving means 103, or the AM intensity modulation of the laser beam L at a certain frequency. Then, a distance detection algorithm such as an AM method for obtaining a distance from a phase difference from a received light signal or an FM method for obtaining a distance from a frequency signal of interference light by modulating the wavelength of the laser light L in the form of a triangular wave may be used. .

本願発明は、例えば、無人走行車や移動ロボット等に搭載される測距装置、および、無人走行車、移動ロボットに適用することができる。   The present invention can be applied to, for example, a distance measuring device mounted on an unmanned traveling vehicle or a mobile robot, an unmanned traveling vehicle, and a mobile robot.

100 測距装置
101 投光手段
102 第一掃引手段
103 受光手段
104 基体
105 ブラケット
106 第二掃引手段
120 反射部
121 回転部
122 反射面
123 軸体
160 受光反射部
162 受光反射面
170 演算部
171 投光回路
173 受光回路
200 走行車
201 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Distance measuring device 101 Light projection means 102 First sweep means 103 Light reception means 104 Base body 105 Bracket 106 Second sweep means 120 Reflection part 121 Rotation part 122 Reflection surface 123 Shaft body 160 Light reception reflection part 162 Light reception reflection surface 170 Calculation part 171 Throw Optical circuit 173 Light receiving circuit 200 Traveling vehicle 201 Control unit

Claims (6)

レーザ光を投射する投光手段と、
回転軸に対して光軸が角度aで回転するように前記投光手段から投射されるレーザ光を掃引する第一掃引手段と、
前記投光手段から投射されるレーザ光が対象物に当たって反射する反射光を受光した場合に信号を送信する受光手段とを備え、
前記角度aは、80度≦a<90度である
測距装置。
A light projecting means for projecting laser light;
First sweeping means for sweeping laser light projected from the light projecting means so that the optical axis rotates at an angle a with respect to the rotation axis;
A light receiving means for transmitting a signal when the laser light projected from the light projecting means receives reflected light reflected by an object and reflected;
The angle a is a distance measuring device in which 80 degrees ≦ a <90 degrees.
前記第一掃引手段は、
回転軸と交差し、前記投光手段から投射されるレーザ光を反射する反射面を有する反射部と、
前記反射部を回転軸を中心に回転させる回転部とを備え、
前記投光手段は、
回転軸に沿って前記反射部の反射面にレーザ光を照射する
請求項1に記載の測距装置。
The first sweep means includes
A reflecting portion that has a reflecting surface that intersects the rotation axis and reflects the laser light projected from the light projecting means;
A rotation unit that rotates the reflection unit about a rotation axis;
The light projecting means is
The distance measuring device according to claim 1, wherein the reflecting surface of the reflecting portion is irradiated with laser light along a rotation axis.
前記第一掃引手段はさらに、
前記反射面の回転軸に対する角度を変更する角度変更手段を備える
請求項2に記載の測距装置。
The first sweep means further includes
The distance measuring apparatus according to claim 2, further comprising an angle changing unit that changes an angle of the reflecting surface with respect to a rotation axis.
前記受光手段の視野の中でもっとも感度のよい方向を受光方向とした場合に、
回転軸に対して受光方向が前記角度aで回転するように受光方向を掃引する第二掃引手段
を備える請求項1に記載の測距装置。
When the most sensitive direction in the field of view of the light receiving means is the light receiving direction,
The distance measuring device according to claim 1, further comprising a second sweeping unit that sweeps the light receiving direction so that the light receiving direction rotates at the angle a with respect to the rotation axis.
レーザ光を投射する投光手段と、
回転軸に対し直交する軸から所定角度傾けた状態で光軸が回転するように前記投光手段から投射されるレーザ光を掃引する第一掃引手段と、
前記投光手段から投射されるレーザ光が対象物に当たって反射する反射光を受光した場合に信号を送信する受光手段と
を備える測距装置。
A light projecting means for projecting laser light;
First sweeping means for sweeping laser light projected from the light projecting means so that the optical axis rotates in a state inclined at a predetermined angle from an axis orthogonal to the rotation axis;
A distance measuring device comprising: a light receiving means for transmitting a signal when the laser light projected from the light projecting means receives reflected light reflected by an object and reflected.
レーザ光を投射する投光手段と、
走行方向に対して光軸が角度bで回転するように前記投光手段から投射されるレーザ光を掃引する第一掃引手段と、
前記投光手段から投射されるレーザ光が対象物に当たって反射する反射光を受光した場合に信号を送信する受光手段と、
前記受光手段からの信号に基づき自身の走行速度を減速させる制御部とを備え、
前記角度bは、0度<b≦10度である
走行車。
A light projecting means for projecting laser light;
First sweeping means for sweeping laser light projected from the light projecting means so that the optical axis rotates at an angle b with respect to the traveling direction;
A light receiving means for transmitting a signal when the laser light projected from the light projecting means receives reflected light reflected by an object and reflected;
A controller that decelerates the running speed based on a signal from the light receiving means,
The traveling vehicle in which the angle b is 0 degree <b ≦ 10 degrees.
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