JPWO2019058678A1 - Distance measuring device and a moving body equipped with it - Google Patents
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Abstract
距離測定装置は、パルス光である投射光を計測対象物に向けて出射する投光部と、前記投射光とは異なる外乱光の強度を検出する外乱光検出センサと、前記外乱光及び前記計測対象物で反射した前記投射光を受光して電気信号に変換する受光部と、前記投射光の前記電気信号のレベルを所定の閾値と比較して二値化する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、前記外乱光の強度に応じて前記閾値を可変する閾値可変部と、を備える。The distance measuring device includes a light projecting unit that emits projected light, which is pulsed light, toward an object to be measured, a disturbance light detection sensor that detects the intensity of disturbance light different from the projected light, and the disturbance light and the measurement. A light receiving unit that receives the projected light reflected by an object and converts it into an electric signal, a comparison unit that binarizes the level of the electric signal of the projected light with a predetermined threshold, and the comparison unit. A distance measuring unit that measures the distance to the measurement object based on the comparison result, and a threshold variable unit that changes the threshold according to the intensity of the ambient light are provided.
Description
本発明は、距離測定装置及びそれを備えた移動体に関する。 The present invention relates to a distance measuring device and a moving body including the same.
例えば、特許文献1には、車両(移動体)に搭載される車両用距離測定装置が開示されている。この車両用距離測定装置は、照射手段と、受信手段と、伝播遅延時間測定手段と、距離演算手段と、を有する。照射手段は電磁波を発生し照射する。受信手段は電磁波が障害物に反射した反射波を受信して受信信号を発生する。伝播遅延時間測定手段は、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値(スレッショルドレベル)を保持する。この時、霧、雨などの外乱による受光信号に基づき、比較値は予め決められている。
For example,
そして、伝播遅延時間測定手段は、受信信号と比較値とを比較して受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識し、照射手段が照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時する。距離演算手段は、伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算する。 Then, the propagation delay time measuring means compares the received signal with the comparison value, recognizes the time when the received signal becomes equal to or more than the comparison value as the reception detection time, and propagates from the time when the irradiation means irradiates to the reception detection time. Time the delay time. The distance calculation means calculates the distance between the obstacle and the own vehicle based on the propagation delay time.
しかしながら、上記従来の車両用距離測定装置(距離測定装置)によれば、比較値が予め高く設定されるおそれがある。この場合、距離測定時に実際の外乱による受光信号が小さい場合でも比較値は高く維持されたままであり、電磁波の障害物(計測対象物)での反射波による受光信号が相対的に小さく評価されるおそれがある。また、上記従来の車両用距離測定装置において、例えば太陽光等の外乱光を考慮して比較値を設定する場合も、比較値が予め高く設定されるおそれがある。このため、車両用距離測定装置の距離計測が不正確になり、車両用距離測定装置の信頼性が低下する問題があった。 However, according to the conventional vehicle distance measuring device (distance measuring device), the comparison value may be set high in advance. In this case, even if the received signal due to the actual disturbance is small at the time of distance measurement, the comparison value is maintained high, and the received signal due to the reflected wave at the obstacle (measurement object) of the electromagnetic wave is evaluated relatively small. There is a risk. Further, in the above-mentioned conventional vehicle distance measuring device, when the comparison value is set in consideration of ambient light such as sunlight, the comparison value may be set high in advance. Therefore, there is a problem that the distance measurement of the vehicle distance measuring device becomes inaccurate and the reliability of the vehicle distance measuring device is lowered.
本発明は、信頼性を向上できる距離測定装置及びこれを備えた移動体を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a distance measuring device capable of improving reliability and a moving body equipped with the distance measuring device.
本発明の例示的な距離測定装置は、パルス光である投射光を計測対象物に向けて出射する投光部と、前記投射光とは異なる外乱光の強度を検出する外乱光検出センサと、前記外乱光及び前記計測対象物で反射した前記投射光を受光して電気信号に変換する受光部と、前記投射光の前記電気信号のレベルを所定の閾値と比較して二値化する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、前記外乱光の強度に応じて前記閾値を可変する閾値可変部と、を備える。 An exemplary distance measuring device of the present invention includes a light projecting unit that emits projected light, which is pulsed light, toward an object to be measured, an ambient light detection sensor that detects the intensity of ambient light different from the projected light, and an ambient light detection sensor. A light receiving unit that receives the disturbance light and the projected light reflected by the measurement object and converts it into an electric signal, and a comparison unit that binarizes the level of the electric signal of the projected light with a predetermined threshold value. A distance measuring unit that measures the distance to the measurement object based on the comparison result of the comparison unit, and a threshold variable unit that changes the threshold according to the intensity of the ambient light.
本発明の例示的な移動体は、上記構成の距離測定装置を備える。 An exemplary mobile body of the present invention includes a distance measuring device having the above configuration.
本発明の例示的な距離測定装置及び移動体によれば、信頼性を向上させることができる。 According to the exemplary distance measuring device and moving body of the present invention, reliability can be improved.
以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、距離測定装置をレーザレンジファインダーとして構成した例について述べる。また、距離測定装置を搭載する移動体としては、荷物を運搬する用途である無人搬送車を例に挙げて説明する。無人搬送車は、一般的にAGV(Automated Guided Vehicle)とも呼称される。 An exemplary embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, an example in which the distance measuring device is configured as a laser range finder will be described. Further, as a moving body equipped with a distance measuring device, an automatic guided vehicle, which is used for transporting luggage, will be described as an example. The automatic guided vehicle is also generally called an AGV (Automated Guided Vehicle).
<1.無人搬送車の全体構成> 図1は、本発明の一実施形態に係る距離測定装置7を備える無人搬送車15の斜視図である。図2は、本発明の一実施形態に係る距離測定装置7を備える無人搬送車15の側面図である。図3は、本発明の一実施形態に係る距離測定装置7を備える無人搬送車15の上方から視た平面図である。無人搬送車15は、二輪駆動により自律的に走行し、荷物を運搬する。特に、無人搬送車15は、その場において回転することが可能である。
<1. Overall configuration of automatic guided vehicle> FIG. 1 is a perspective view of an automatic guided
無人搬送車15は、車体1と、荷台2と、支持部3L、3Rと、駆動モータ4L、4Rと、駆動輪5L、5Rと、従動輪6F、6Rと、距離測定装置7と、を備える。
The automatic guided
車体1は、基部1Aと、台部1Bと、から構成される。板状の台部1Bは、基部1Aの後部上面に固定される。台部1Bは、前方に突出する三角形部Trを有する。板状の荷台2は、台部1Bの上面に固定される。荷台2の上面には、荷物を載置することが可能である。荷台2は、台部1Bよりも更に前方まで延びる。これにより、基部1Aの前部と荷台2の前部との間には隙間Sが構成される。
The
距離測定装置7は、隙間Sにおいて台部1Bの三角形部Trの頂点の前方位置に配置される。距離測定装置7は、レーザレンジファインダーとして構成され、レーザ光を走査しつつ計測対象物までの距離を計測する装置である。距離測定装置7は、後述するマップ情報作成、及び自己位置同定に用いられる。距離測定装置7自体の詳細な構成については後述する。
The distance measuring
支持部3Lは、基部1Aの左方側に固定され、駆動モータ4Lを支持する。駆動モータ4Lは、一例としてACサーボモータにより構成される。駆動モータ4Lは、減速機(不図示)を内蔵する。駆動輪5Lは、駆動モータ4Lの回転するシャフトに固定される。
The
支持部3Rは、基部1Aの右方側に固定され、駆動モータ4Rを支持する。駆動モータ4Rは、一例としてACサーボモータにより構成される。駆動モータ4Rは、減速機(不図示)を内蔵する。駆動輪5Rは、駆動モータ4Rの回転するシャフトに固定される。
The
従動輪6Fは、基部1Aの前部に固定される。従動輪6Rは、基部1Aの後部に固定される。従動輪6F、6Rは、駆動輪5L、5Rの回転に応じて受動的に回転する。
The driven
駆動モータ4L、4Rにより駆動輪5L、5Rを回転駆動することで、無人搬送車15を前進及び後進させることができる。また、駆動輪5L、5Rの回転速度に差を設けるように制御することで、無人搬送車15を右回りまたは左回りに回転させ、方向転換させることができる。
The automatic guided
基部1Aの内部には制御ユニットU、バッテリーB、及び通信部Tが収容される。制御ユニットUは、距離測定装置7、駆動モータ4L、4R、及び通信部T等に接続される。
A control unit U, a battery B, and a communication unit T are housed inside the
制御ユニットUは、後述するように距離測定装置7との間で種々の信号の通信を行う。制御ユニットUは、駆動モータ4L、4Rの駆動制御も行う。通信部Tは、外部のタブレット端末(不図示)との間で通信を行い、例えばBluetooth(登録商標)に準拠する。このため、タブレット端末により無人搬送車15を遠隔操作することができる。バッテリーBは、例えばリチウムイオン電池により構成され、距離測定装置7、制御ユニットU、通信部T等の各部に電力を供給する。
The control unit U communicates various signals with the
<2.距離測定装置の構成> 図4は、距離測定装置7の側面断面図である。レーザレンジファインダーとして構成される距離測定装置7は、外観視で上下方向に延びる略円柱状の筐体80を有する。筐体80の内部にはレーザ光源71と、コリメートレンズ72と、投光ミラー73と、受光レンズ74と、受光ミラー75と、バンドパスフィルタ76と、受光部77と、回転筐体78と、モータ79と、基板81と、配線82と、外乱光検出センサ83と、が収容される。
<2. Configuration of Distance Measuring Device> FIG. 4 is a side sectional view of the
レーザ光源71は、筐体80の上端部の下面に固定される基板81の下面に実装される。レーザ光源71は、例えば赤外領域(約905nm)のパルス光のレーザ光L1(投射光)を下方に出射する。本実施形態では、レーザ光源71から出射されるレーザ光L1は、光軸に直交する面内における形状が矩形形状の光になる。
The laser light source 71 is mounted on the lower surface of the
コリメートレンズ72は、レーザ光源71の下方に配置される。コリメートレンズ72は、レーザ光源71から出射されるレーザ光L1を平行光として下方に出射する。
The collimating
コリメートレンズ72の下方には、投光ミラー73が配置される。投光ミラー73は、回転筐体78に固定される。回転筐体78は、モータ79のシャフト79Aに固定され、モータ79によって回転軸J周りに回転駆動される。回転筐体78の回転ととともに、投光ミラー73も回転軸J周りに回転駆動される。投光ミラー73は、コリメートレンズ72を透過したレーザ光L1を反射面73aで反射し、反射されたレーザ光L1を筐体80の外部に投射する。投光ミラー73は上記のように回転駆動されるので、レーザ光L1は回転軸J周りの360度の範囲で出射方向を変えながら出射される。この時、レーザ光L1は、光軸に直交する面内における形状が矩形形状である。このため、回転筐体78の回転に伴って無人搬送車15の外部に出射されたレーザ光L1の上記形状は、縦長の状態及び横長の状態の一方から他方に回転する。
A
レーザ光源71及び投光ミラー73により、パルス光であるレーザ光L1を計測対象物に向けて出射する投光部が構成される。
The laser light source 71 and the
筐体80は上下方向の途中において、透過部801を有する。透過部801は、透光性の樹脂等から構成される。
The
投光ミラー73の反射面73aで反射されたレーザ光L1は、透過部801を透過して、隙間S(図2参照)を通り、無人搬送車15より外側へ出射される。本実施形態では、所定の走査回転角度範囲θは、図3に示すように、一例として回転軸J周りの270度に設定される。270度の範囲は、より具体的には、前方180度と後方左右それぞれ45度ずつを含む。レーザ光L1は、少なくとも回転軸J周り270度の範囲で透過部801を透過する。なお、後方の透過部801が配置されない範囲では、レーザ光L1は筐体80の内壁または配線82等により遮られる。
The laser beam L1 reflected by the reflecting
受光ミラー75は、投光ミラー73より下方の位置で回転筐体78に固定される。受光レンズ74は、回転筐体78の周方向側面に固定される。バンドパスフィルタ76は誘電多層膜を有し、受光ミラー75より下方に位置して回転筐体78に固定される。受光部77は、バンドパスフィルタ76より下方に位置し、回転筐体78に固定される。
The
距離測定装置7から出射されたレーザ光L1は、計測対象物で反射して拡散光となる。拡散光の一部は、入射光L2として隙間S及び透過部801を順に透過して受光レンズ74に入射する。すなわち、入射光L2は計測対象物で反射したレーザ光L1の一部である。受光レンズ74を透過した入射光L2は、受光ミラー75へ入射し、受光ミラー75により下方へ反射される。受光ミラー75により反射された入射光L2は、バンドパスフィルタ76を透過して受光部77により受光される。この時、バンドパスフィルタ76は入射光L2の波長帯の光のみを透過させる。本実施形態では、バンドパスフィルタ76は赤外領域の光のみを透過させる。
The laser beam L1 emitted from the
受光部77は、受光した入射光L2及び外乱光ALを光電変換により電気信号に変換する。具体的には、受光部77は受光した入射光2及び外乱光ALの強度を電流値に変換する。
The
外乱光検出センサ83は受光部77に
隣接し、外乱光ALの強度を検出する。外乱光ALは例えば太陽SNからの光(太陽光)、または無人搬送車15が移動する室内等の照明光等である。太陽光及び照明光は連続光である。ここで、連続光とは、その出力が時間に対して略一定であるような光を示し、パルス光とは、その出力のピークが所定周期で繰返し出現するような光を示す。 The disturbance
なお、外乱光検出センサ83の位置は受光部77に隣接した位置に限定されず、外乱光の強度を検出できる位置であればよい。また、外乱光検出センサ83は外乱光ALの直流信号を検出できればよく、受光部77よりも安価で構成することができる。
The position of the ambient
モータ79により回転筐体78が回転駆動されると、受光レンズ74、受光ミラー75、バンドパスフィルタ76、受光部77及び外乱光検出センサ83は、投光ミラー73とともに回転駆動される。
When the
図3に示すように、走査回転角度範囲θ(=270度)で回転軸J周りに所定半径にて回転して形成される範囲が測定範囲Rsとして規定される。走査回転角度範囲θでレーザ光L1が出射され、測定範囲Rs内に位置する計測対象物でレーザ光L1が反射されると、反射されたレーザ光L1が入射光L2として透過部801を透過して受光レンズ74に入射する。
As shown in FIG. 3, the range formed by rotating around the rotation axis J with a predetermined radius in the scanning rotation angle range θ (= 270 degrees) is defined as the measurement range Rs. When the laser light L1 is emitted in the scanning rotation angle range θ and the laser light L1 is reflected by the measurement object located within the measurement range Rs, the reflected laser light L1 is transmitted through the
モータ79は、配線82によって基板81に接続され、基板81から通電されることで回転駆動される。モータ79は、回転筐体78を所定回転速度で回転させる。例えば、回転筐体78は、3000rpm程度で回転駆動される。配線82は、筐体80の後方内壁に上下方向に沿って引き回される。
The
<3.距離測定装置の電気的構成> 次に、距離測定装置7の電気的構成について説明する。図5は、距離測定装置7の電気的構成を示すブロック図である。
<3. Electrical configuration of the distance measuring device> Next, the electrical configuration of the
距離測定装置7は、レーザ発光部701と、レーザ受光部702と、距離計測部703と、演算処理部704と、データ通信インタフェース705と、駆動部706と、モータ79と、外乱光検出センサ83と、記憶部712と、を有する。演算処理部704には、レーザ発光部701、レーザ受光部702、距離計測部703、データ通信インタフェース705、駆動部706、外乱光検出センサ83及び記憶部712が接続される。また、距離計測部703にはレーザ受光部702が接続され、駆動部706にはモータ79が接続される。
The
レーザ発光部701は、レーザ光源71(図4参照)と、レーザ光源71を駆動するLDドライバ(不図示)等を有する。LDドライバは、基板81(図4参照)に実装される。
The laser
レーザ受光部702は、受光部77と、直流成分カット部707と、電流電圧変換部708と、増幅部709と、比較部710と、を有する。
The laser
直流成分カット部707は例えばコンデンサにより構成され、受光部77の光電変換により生成された電気信号(電流)の直流成分(DC成分)をカットする。電流電圧変換部708は、例えばトランスインピーダンスアンプを有し、受光部77の光電変換により生成された電流を電圧に変換する。
The DC component cut
増幅部709は、オートゲインコントロールアンプを有し、電気信号(電圧)を増幅する。比較部710は、コンパレータを有し、入射光L2の電気信号(電圧)のレベルを所定の閾値SLと比較してHighレベルとLowレベルとに二値化する。そして、比較部710は二値化した計測パルスを距離計測部703へ出力する。
The
距離計測部703は、比較部710から出力される計測パルスを入力される。レーザ発光部701は、演算処理部704から出力されるレーザ発光パルスをトリガとしてレーザ光L1を発光する。出射されたレーザ光L1が計測対象物OJにより反射されると、入射光L2がレーザ受光部702により受光される。レーザ受光部702の受光量に応じて計測パルスが生成され、計測パルスが距離計測部703に出力される。
The
ここで、距離計測部703には、演算処理部704によりレーザ発光パルスとともに出力される基準パルスが入力される。距離計測部703は、基準パルスの立ち上りタイミングから計測パルスの立ち上りタイミングまでの経過時間を計測することで、計測対象物OJまでの距離を取得することができる。すなわち、距離計測部703は、所謂TOF(Time Of Flight)方式によって距離を計測する。距離の計測結果は計測データとして距離計測部703から出力される。以上のように、距離計測部703は、比較部710の比較結果に基づいて計測対象物OJまでの距離を計測する。
Here, a reference pulse output together with the laser emission pulse by the
駆動部706は、モータ79を回転駆動制御する。モータ79は、駆動部706によって所定の回転速度で回転駆動される。演算処理部704は、モータ79が所定単位角度回転するたびにレーザ発光パルスを出力する。例えば、上記所定単位角度は1度とする。これにより、回転筐体78及び投光ミラー73が所定単位角度回転するたびにレーザ発光部701が発光し、レーザ光L1が出射される。
The
演算処理部704は、レーザ発光パルスを出力したタイミングでのモータ79の回転角度位置と、レーザ発光パルスに対応して得られる計測データに基づいて、距離測定装置7を基準とする直交座標系上の位置情報を生成する。すなわち、投光ミラー73の回転角度位置と計測された距離に基づき、計測対象物OJの位置が取得される。上記取得される位置情報は、測定距離データとして演算処理部704より出力される。このようにして、走査回転角度範囲θでのレーザ光L1による走査により、計測対象物OJの距離画像を取得することができる。
The
なお、計測対象物OJでの光の反射率によって、レーザ受光部702における受光量が変化する。例えば計測対象物OJが黒い物体で光の反射率が低下する場合、受光量が低下し、計測パルスの立ち上がりが遅くなる。すると、距離計測部703により距離が長めに計測されることになる。このように、計測対象物OJでの光の反射率によって、実際には同じ距離であっても、計測された距離が変化することが生じる。ここで、受光量が低下すると、計測パルスの長さは短くなる。そこで、演算処理部704は、計測パルスの長さに応じて計測データを補正することで、距離の計測精度を向上させる。演算処理部704は、測定距離データの生成時に、上記補正した計測データを用いる。
The amount of light received by the laser
演算処理部704から出力された測定距離データは、データ通信インタフェース705を介して後述する図6に示す無人搬送車15側に伝送される。
The measurement distance data output from the
また、演算処理部704は閾値可変部711を有する。閾値可変部711は、外乱光ALの強度に応じて閾値SLを可変する。
Further, the
記憶部712は外乱光ALの強度と閾値SLとを関連付けたテーブルを記憶する。例えば、テーブルでは外乱光ALの強度が高くなるほど閾値SLが高くなっている。
The
<4.距離測定装置の動作> 上記構成の距離測定装置7において、レーザ光源71(図4参照)からレーザ光L1が出射されるとコリメートレンズ72を透過し、平行光になったレーザ光L1は投光ミラー73の反射面73aで反射する。反射面73aで反射したレーザ光L1は筐体80の外部に投射される。
<4. Operation of distance measuring device> In the
計測対象物OJで反射したレーザ光L1は入射光L2となって受光レンズ74を透過した後に受光ミラー75で反射され、バンドパスフィルタ76を透過して受光部77に入射する。また、外乱光ALも受光レンズ74を透過した後に受光ミラー75で反射され、バンドパスフィルタ76を透過して受光部77に入射する。この時、受光ミラー75で反射された外乱光ALの一部は外乱光検出センサ83に入射する。これにより、外乱光ALの強度が検出される。
The laser beam L1 reflected by the measurement object OJ becomes incident light L2, passes through the
受光部77に入射した入射光L2及び外乱光ALは、受光部77によって電気信号(電流)に変換される。次に、直流成分カット部707により電気信号(電流)の直流成分がカットされる。ここで、連続光である外乱光ALの電気信号(電流)は直流成分に相当する。このため、直流成分カット部707により、外乱光ALに相当する電気信号(電流)のレベルを著しく小さくすることができる。
The incident light L2 and the disturbance light AL incident on the
次に、電流電圧変換部708により、受光部77の光電変換によって生成された電流(電気信号)が電圧(電気信号)に変換される。その後に、増幅部709により電圧が増幅される。
Next, the current-
図6は、増幅部709により増幅された電気信号(電圧)を示す波形図である。縦軸は振幅(単位:mV)を示し、横軸は時間(単位:ns)を示す。0nsの時に図示しない基準パルスが入力され、60〜70nsの時に計測パルスPaが発生している。また、本実施形態では、外乱光ALの強度が十分小さい時の閾値SL(低設定値SL1)は約50mVに設定される。すなわち、受光部77に外乱光ALがほとんど入射しない場合の閾値SLは約50mVに設定される。
FIG. 6 is a waveform diagram showing an electric signal (voltage) amplified by the
図6に示すように、計測パルスPaの振幅は約520mVである。一方、電気信号(電流)の直流成分をカット後に電気信号(電圧値)を増幅すると、外乱光に起因する電気信号の振幅は平均して約180mVである。このため、比較部710が、入射光L2の電気信号のレベルを低設定値SL1と比較すると、入射光L2のみならず外乱光ALもHighレベルと判断される。このため、正確な二値化ができなくなり、距離測定装置7による距離計測が不正確になる。
As shown in FIG. 6, the amplitude of the measurement pulse Pa is about 520 mV. On the other hand, when the electric signal (voltage value) is amplified after the DC component of the electric signal (current) is cut, the amplitude of the electric signal due to the ambient light is about 180 mV on average. Therefore, when the
そこで、本実施形態では、閾値可変部711は外乱光ALの強度に応じて閾値SLを可変する。具体的には、閾値可変部711は閾値SLを低設定値SL1(約50mV)から高設定値SL2(約200mV)に上昇させる。これにより、外乱光ALの電気信号及び入射光L2の電気信号はそれぞれLowレベル及びHighレベルと明確に判断され、正確な二値化が行われる。したがって、距離測定装置7は距離計測を正確に行うことができる。
Therefore, in the present embodiment, the threshold value
この時、距離測定装置7は、外乱光ALの強度と閾値SLとを関連付けたテーブルを記憶する記憶部712(図5参照)を備えるため、閾値可変部711は閾値SLを容易に変更することができる。
At this time, since the
図7は、直流成分をカットせずに、電流電圧変換部708により電流を電圧に変換した場合の入射光L2及び外乱光ALに相当する電気信号の波形を示す図である。直流成分Dに相当する振幅は約300mVである。これに対し、計測パルスPaのピークの振幅は約510mVである。直流成分Dをカットした場合には、外乱光ALの電気信号の振幅は0mV近くまで低下するとともに、計測パルスPaのピークの振幅も約200mVまで低下する。そして、計測パルスPaのピークの振幅が再び約510mVになるように電気信号(電圧)を増幅部709により増幅すると、図7の状態になる。
FIG. 7 is a diagram showing waveforms of electric signals corresponding to incident light L2 and disturbance light AL when the current is converted into a voltage by the current-
なお、外乱光ALの強度が入射光L2よりも十分に小さい場合には、直流成分カット部707による直流成分Dのカットのみを行い、閾値可変部711による閾値SLの変動を行わなくてもよい。
When the intensity of the disturbance light AL is sufficiently smaller than that of the incident light L2, only the DC component D may be cut by the DC component cut
<5.無人搬送車の電気的構成> 先述のように距離測定装置7側の電気的構成を説明したが、ここでは、図8を用いて無人搬送車15側の電気的構成について説明する。図8は、無人搬送車15の電気的構成を示すブロック図である。
<5. Electrical configuration of the automatic guided vehicle> As described above, the electrical configuration of the
無人搬送車15は、距離測定装置7と、制御部8と、駆動部9と、電源ボタン10と、通信部Tと、を有する。制御部8には、距離測定装置7、駆動部9、通信部T、及び電源ボタン10が接続される。
The automatic guided
制御部8は、制御ユニットU(図1参照)に設けられる。駆動部9は、モータドライバ(不図示)と、駆動モータ4L、4Rなどを有する。モータドライバは、制御ユニットUに設けられる。制御部8は、駆動部9に対して指令を行い制御する。駆動部9は、駆動輪5L、5Rの回転速度及び回転方向を駆動制御する。
The
制御部8は、通信部Tを介してタブレット端末(不図示)と通信を行う。例えば、タブレット端末において操作された内容に応じた操
作信号を通信部Tを介して制御部8が受信することができる。 The
電源ボタン10は、無人搬送車15に電源を投入して起動させるための操作ボタンである。
The
制御部8は、距離測定装置7から出力される測定距離データを入力される。制御部8は、測定距離データに基づいてマップ情報を作成することが可能である。マップ情報とは、無人搬送車15の自己の位置を特定する自己位置同定を行うために生成される情報であり、無人搬送車15が走行する場所における静止物の位置情報として生成される。例えば、無人搬送車15が走行する場所が倉庫である場合は、静止物は倉庫の壁、倉庫内に配列された棚などである。
The
マップ情報は、例えばタブレット端末により無人搬送車15の手動操作が行われる際に生成される。この場合、タブレット端末の例えばジョイスティックの操作に応じた操作信号が通信部Tを介して制御部8に送信されることで、制御部8は操作信号に応じて駆動部9に指令を行い、無人搬送車15を走行制御する。この時、制御部8は、距離測定装置7から入力される測定距離データと、無人搬送車15の位置に基づき、無人搬送車15が走行する場所における計測対象物の位置をマップ情報として特定する。無人搬送車15の位置は、駆動部9の駆動情報に基づき特定される。
The map information is generated when, for example, a tablet terminal manually operates the automatic guided
上記のように生成されたマップ情報は、制御部8の記憶部85により記憶される。制御部8は、距離測定装置7から入力される測定距離データと、記憶部85に予め記憶されたマップ情報とを比較することにより、無人搬送車15の自己の位置を特定する自己位置同定を行う。自己位置同定を行うことで、制御部8は、予め定められた経路に沿った無人搬送車15の自律的な走行制御を行うことができる。
The map information generated as described above is stored in the
<6.無人搬送車の動作> 次に、無人搬送車15及び距離測定装置7の動作について説明する。電源ボタン10の操作がされると、制御部8は、バッテリーBからの電力を図5に示す距離測定装置7を除く各部に供給するよう制御し、無人搬送車15を起動させる。これにより、無人搬送車15の走行が開始される。それとともに、制御部8は、バッテリーBからの電力を距離測定装置7に供給するよう制御し、距離測定装置7を起動させる。
<6. Operation of automatic guided vehicle> Next, the operation of the automatic guided
マップ情報の作成時には、先述したように例えばタブレット端末における手動操作に応じて制御部8が駆動部9に指令を行うことで、無人搬送車15の走行制御が行われる。直進移動をさせる手動操作がされるときは、制御部8は、無人搬送車15を所定速度及び所定方向(前進または後進)で直進移動させるよう駆動部9に指令を行う。また、回転動作をさせる手動操作がされるときは、制御部8は、無人搬送車15を所定回転速度、所定回転角度、及び所定回転方向(右回りまたは左回り)で回転させるよう駆動部9に指令を行う。
At the time of creating the map information, as described above, the
また、作成後のマップ情報に基づき自己位置同定しつつ自律的に無人搬送車15が走行する際には、制御部8は、自律的に駆動部9に指令を行うことで、無人搬送車15を上記と同様に直進移動または回転動作させる。
Further, when the automatic guided
距離測定装置7においては、演算処理部704がデータ通信インタフェース705を介して測定距離データを無人搬送車15へ出力することを開始する。マップ情報作成時には、制御部8は、距離測定装置7から取得した測定距離データに基づいてマップ情報を作成する。また、自己位置同定時には、制御部8は、距離測定装置7から取得した測定距離データと既存のマップ情報との比較に基づき、無人搬送車15の位置を特定する。
In the
<7.本実施形態の変形例> 図9は、本実施形態の変形例に係る距離測定装置7の電気的構成を示すブロック図である。距離測定装置7は記憶部712に替えて導出部713を有してもよい。導出部713は演算処理部704に接続され、外乱光ALの強度と閾値SLとの関係を近似する近似曲線を導出する。導出された近似曲線は演算処理部704に記憶される。これにより、外乱光ALの強度から補間により閾値SLを導出でき、外乱光ALの強度と閾値SLとを関連付けたテーブルを予め作成する手間を省くことができる。また、テーブル保持のための記憶部等の容量の増大を低減することができる。
<7. Modification example of this embodiment> FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of a
また、比較部710で二値化された入射光L2のピーク値が所定値よりも低い場合に、閾値可変部711は閾値SLを可変してもよい。例えば、閾値可変部711が閾値SLを上昇させたが、二値化が不十分の場合に閾値SLを再度上昇させる。
Further, when the peak value of the incident light L2 binarized by the
<8.本実施形態の作用効果> 本実施形態の距離測定装置7によると、パルス光であるレーザ光L1(投射光)を計測対象物OJに向けて出射する投光部と、レーザ光L1とは異なる外乱光ALの強度を検出する外乱光検出センサ83と、外乱光AL及び計測対象物OJで反射したレーザ光L1を受光して電気信号に変換する受光部77と、入射光L2の電気信号のレベルを所定の閾値SLと比較して二値化する比較部710と、比較部710の比較結果に基づいて計測対象物OJまでの距離を計測する距離計測部703と、外乱光ALの強度に応じて閾値SLを可変する閾値可変部711と、を備える。
<8. Action and effect of the present embodiment> According to the
これにより、レーザ光L1と異なる外乱光AL(例えば太陽光または照明光)が受光部77に入射した場合でも外乱光ALの強度に応じて閾値SLを可変することにより、外乱光ALによるノイズの影響を低減できる。また、外乱光ALの強度が小さい場合に、閾値SLを高く設定することもないため、入射光L2の電気信号を相対的に低く評価するおそれもない。したがって、距離測定装置7は計測対象物OJまでの距離を正確に測定することができ、距離測定装置の信頼性を向上させることができる。
As a result, even when the disturbance light AL (for example, sunlight or illumination light) different from the laser light L1 is incident on the
閾値可変部711は、外乱光ALの強度が大きいほど閾値SLを高くする。これにより、距離測定装置7の距離計測において太陽光または照明光による影響を低減することができる。
The threshold
距離測定装置7は、受光部77の光電変換により生成された電気信号の直流成分(DC成分)をカットする直流成分カット部707と、電気信号(電圧)を増幅する増幅部709と、を備える。これにより、外乱光ALのノイズによる影響をより除去することができる。
The
外乱光検出センサ83は受光部77に隣接する。これにより、外乱光検出センサ83は、受光部77に入射する外乱光ALの強度をより正確に検出することができる。
The ambient
比較部710で二値化された入射光L2のピーク値が所定値よりも低い場合に、閾値可変部711は閾値SLを可変してもよい。これにより、より明確に二値化を行うことができ、計測対象物OJまでの距離をより正確に計測することができる。
When the peak value of the incident light L2 binarized by the
距離測定装置7は、外乱光ALの強度と閾値SLとを関連付けたテーブルを記憶する記憶部712を備える。これにより、距離測定装置7は、閾値SLの可変を容易に行うことができる。
The
なお、距離測定装置7は、外乱光ALの強度と閾値SLとの関係を近似する近似曲線を導出する導出部713を備えてもよい。これにより、距離測定装置7は、閾値SLの可変を容易に行うことができる。また、補間により外乱光ALの強度に対応する閾値SLを容易に導出することができ、外乱光ALの強度と閾値SLとを関連付けたテーブルを予め作成する手間を省くことができる。また、テーブル保持のための記憶部等の容量の増大を低減することができる。
The
無人搬送車15(移動体)は距離測定装置7を備える。これにより、信頼性を向上できる距離測定装置7を備えた無人搬送車15を容易に実現することができる。
The automatic guided vehicle 15 (moving body) includes a
<9.その他> 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変更が可能である。 <9. Others> Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications can be made to the embodiments within the scope of the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、移動体として無人搬送車15を例に挙げて説明したが、これに限定されず、移動体は掃除ロボット、監視ロボットなど、運搬用途以外の装置に適用してもよい。また、移動体は乗用自動車により構成されてもよい。この場合、乗用自動車の前面下部に距離測定装置7を搭載し、距離測定装置7は乗用自動車の前方の障害物等までの距離を計測してもよい。
For example, in the above embodiment, the automatic guided
また、本実施形態からバンドパスフィルタ76を省いてもよい。これにより、入射光L2に相当する電気信号のパルス幅の増大を抑制することができ、距離測定装置7は距離をより正確に測定することができる。
Further, the
本発明は、例えば距離測定装置及びこれを備えた移動体に利用することができる。 The present invention can be used, for example, in a distance measuring device and a moving body equipped with the distance measuring device.
1・・・車体、1A・・・基部、1B・・・台部、2・・・荷台、3L、3R・・・支持部、4L、4R・・・駆動モータ、5L、5R・・・駆動輪、6F、6R・・・従動輪、7・・・距離測定装置、71・・・レーザ光源、72・・・コリメートレンズ、73・・・投光ミラー、73a・・・反射面、74・・・受光レンズ、75・・・受光ミラー、76・・・バンドパスフィルタ、77・・・受光部、78・・・回転筐体、79・・・モータ、701・・・レーザ発光部、702・・・レーザ受光部、703・・・距離計測部、704・・・演算処理部、705・・・データ通信インタフェース、706・・・駆動部、707・・・直流成分カット部、708・・・電流電圧変換部、709・・・増幅部、710・・・比較部、711・・・閾値可変部、712・・・記憶部、713・・・導出部、80・・・筐体、801・・・透過部、81・・・基板、82・・・配線、83・・・外乱光検出センサ、8・・・制御部、85・・・記憶部、9・・・駆動部、10・・・電源ボタン、15・・・無人搬送車、U・・・制御ユニット、B・・・バッテリー、T・・・通信部、S・・・隙間、Rs・・・測定範囲、θ・・・走査回転角度範囲、J・・・回転軸、L1・・・レーザ光(投射光)、L2・・・入射光、AL・・・外乱光、OJ・・・計測対象物、Pa・・・計測パルス、SL・・・閾値、SL1・・・低設定値、SL2・・・高設定値、D・・・直流成分 1 ... Body, 1A ... Base, 1B ... Base, 2 ... Loading platform, 3L, 3R ... Support, 4L, 4R ... Drive motor, 5L, 5R ... Drive Wheel, 6F, 6R ... Driven wheel, 7 ... Distance measuring device, 71 ... Laser light source, 72 ... Collimating lens, 73 ... Floodlight mirror, 73a ... Reflective surface, 74. .. Light receiving lens, 75 ... Light receiving mirror, 76 ... Light receiving part, 77 ... Light receiving part, 78 ... Rotating housing, 79 ... Motor, 701 ... Laser emitting part, 702 ... laser light receiving unit, 703 ... distance measuring unit, 704 ... arithmetic processing unit, 705 ... data communication interface, 706 ... driving unit, 707 ... DC component cutting unit, 708 ... -Current-voltage conversion unit, 709 ... amplification unit, 710 ... comparison unit, 711 ... threshold variable unit, 712 ... storage unit, 713 ... derivation unit, 80 ... housing, 801 ... Transmission unit, 81 ... Board, 82 ... Wiring, 83 ... Ambient light detection sensor, 8 ... Control unit, 85 ... Storage unit, 9 ... Drive unit, 10 ...・ ・ Power button, 15 ・ ・ ・ Unmanned carrier, U ・ ・ ・ Control unit, B ・ ・ ・ Battery, T ・ ・ ・ Communication unit, S ・ ・ ・ Gap, Rs ・ ・ ・ Measurement range, θ ・ ・ ・Scanning rotation angle range, J ... rotation axis, L1 ... laser light (projected light), L2 ... incident light, AL ... disturbance light, OJ ... measurement object, Pa ... measurement Pulse, SL ... threshold, SL1 ... low setting value, SL2 ... high setting value, D ... DC component
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06148325A (en) * | 1992-11-04 | 1994-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | Laser distance-measuring apparatus |
JPH08122435A (en) * | 1994-10-21 | 1996-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | Laser distance measuring equipment |
JPH08142783A (en) * | 1994-11-24 | 1996-06-04 | Tokai Rika Co Ltd | Following vehicle judgement system for vehicle |
JP2006053076A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Nikon Vision Co Ltd | Distance measuring device |
WO2007004606A1 (en) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Nikon Vision Co., Ltd. | Distance measuring apparatus |
JP2008122223A (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Suzuki Motor Corp | Distance measuring device |
JP2008215878A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Yamaha Motor Co Ltd | Light receiving device, laser radar device, and vehicle |
JP2011017640A (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-27 | Toyota Central R&D Labs Inc | Distance measuring device, and light receiving device used for the same |
US20110249258A1 (en) * | 2010-04-13 | 2011-10-13 | Silicon Laboratories Inc. | Apparatus with optical functionality and associated methods |
JP2015068804A (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-13 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | Laser radar device |
WO2017141957A1 (en) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Distance measuring device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62217176A (en) * | 1986-03-19 | 1987-09-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | Active range finding device |
JP2000356677A (en) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Topcon Corp | Apparatus and method for measuring distance |
EP1162478A1 (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-12 | Zohar Lightomatic Ltd. | Proximity warning system for vehicles |
JP5633503B2 (en) * | 2011-11-29 | 2014-12-03 | 株式会社リコー | Image processing system, vehicle equipped with image processing system, image processing method and program |
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06148325A (en) * | 1992-11-04 | 1994-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | Laser distance-measuring apparatus |
JPH08122435A (en) * | 1994-10-21 | 1996-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | Laser distance measuring equipment |
JPH08142783A (en) * | 1994-11-24 | 1996-06-04 | Tokai Rika Co Ltd | Following vehicle judgement system for vehicle |
JP2006053076A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Nikon Vision Co Ltd | Distance measuring device |
WO2007004606A1 (en) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Nikon Vision Co., Ltd. | Distance measuring apparatus |
JP2008122223A (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Suzuki Motor Corp | Distance measuring device |
JP2008215878A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Yamaha Motor Co Ltd | Light receiving device, laser radar device, and vehicle |
JP2011017640A (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-27 | Toyota Central R&D Labs Inc | Distance measuring device, and light receiving device used for the same |
US20110249258A1 (en) * | 2010-04-13 | 2011-10-13 | Silicon Laboratories Inc. | Apparatus with optical functionality and associated methods |
JP2015068804A (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-13 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | Laser radar device |
WO2017141957A1 (en) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Distance measuring device |
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