KR20190118112A - 이동량 검출 장치 - Google Patents

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KR20190118112A
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Abstract

[과제] 이동체에 있어서, 병진 운동과 회전 운동을 복합시킨 운동에서의 이동량을 양호한 정밀도로 검출할 수 있고, 또한, 광학 센서를 배치시키는 위치의 자유도를 향상시킬 수 있는 이동량 검출 장치를 제공한다.
[해결 수단] 복수의 광학 센서와, 광학 센서로부터 취득한 이미지 데이터를 이용하여 이동체의 이동량을 취득하는 이동량 취득부와, 복수의 광학 센서의 각각의 소정의 좌표계에 있어서의 이동체의 이동량을 이용하여 연산 처리함으로써 이동체 상의 기준 위치의 좌표계에 있어서의 이동체의 이동량을 검출하는 연산 처리부를 구비하는 이동량 검출 장치에 있어서, 복수의 광학 센서는, 3개 이상이 동일 직선 상에 나열되지 않도록, 또한, 복수의 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계가, 기준 위치에 있어서의 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도를 가지도록 배치되어 있다.

Description

이동량 검출 장치{MOVING AMOUNT DETECTION DEVICE}
본 발명은, 이동량 검출 장치에 관한 것이다.
이동체에 복수 탑재된 광학 센서를 이용하여, 이동체의 이동량을 검출하는 이동량 검출 장치가 알려져 있다. 일본공개특허 특개2015-187798호 공보에는, 4개의 광학식 마우스형 센서 등의 광학 센서가, 이동체에 있어서의 전후 좌우의 단부 위치에 탑재되어 있는 구성이 개시되어 있다. 일본공개특허 특개평4-151715호 공보에는, 광학 센서로서 광학식 마우스형 센서를 이용한 이동량 검출 장치에 있어서, 상면에서 보았을 때에 동일 원주 상에 90° 간격으로 광학 센서를 4개 배치한 구성이 개시되어 있다. 일본공개특허 특개평4-151715호 공보에 있어서, 각 광학 센서는, 1방향의 이동량만 검출 가능한 구성이며, 각 광학 센서에 있어서의 이동량을 검출하는 것이 가능한 방향이 각각 상기 원주의 접선 방향이 되도록 배치되어 있다.
복수의 광학 센서를 이용하여 이동체의 이동량을 검출하는 경우, 각 광학 센서의 장착 위치 및 이동량 출력 방향의 향함에 따라, 이동체에 있어서의, 병진 운동과 회전 운동을 복합시킨 운동에서의 이동량을 양호한 정밀도로 검출할 수 없는 경우가 일어날 수 있다. 일본공개특허 특개2015-187798호 공보에는, 복수의 광학 센서를 각각 어떻게 장착할지에 대한 상세(장착 위치 및 이동량 출력 방향의 향함)은 개시되어 있지 않다. 또한, 일본공개특허 특개2015-187798호 공보에는, 각 광학 센서에 의해 취득된 데이터를 어떻게 이용하여 이동체의 이동량 및 위치를 검출할지에 대해서는 개시되어 있지 않다.
한편, 일본공개특허 특개평4-151715호 공보에는, 상기 서술한 바와 같이, 각 광학 센서의 장착 상황이나 이동체의 이동량 및 위치의 검출 방법이 나타나 있다. 그러나, 일본공개특허 특개평4-151715호 공보에 기재된 이동량 검출 장치는, 4개의 광학 센서를 동일 원주 상에 90° 간격으로 배치시키고, 또한, 이동량을 검출하는 기준 위치를 각 광학 센서가 배치된 동일 원주의 중심으로 할 필요가 있는 등, 광학 센서의 배치 위치의 자유도가 낮다.
본 발명은, 이상의 배경을 감안하여 이루어진 것으로서, 이동체에 있어서, 병진 운동과 회전 운동을 복합시킨 운동에서의 이동량을 양호한 정밀도로 검출할 수 있고, 또한, 광학 센서를 배치시키는 위치의 자유도를 향상시킬 수 있는 이동량 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이동체가 위치하는 바닥면을 조사(照射)하는 광원을 구비하고, 바닥면의 이미지 데이터를 취득하는 적어도 3개의 복수의 광학 센서와, 상기 광학 센서로부터 취득한 이미지 데이터를 이용하여, 1축 또는 2축의 소정의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량을 취득하는 이동량 취득부와, 상기 이동량 취득부에 의해 취득된, 상기 복수의 광학 센서의 각각의 상기 소정의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량을 이용하여 연산 처리함으로써 상기 이동체 상의 기준 위치의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량을 검출하는 연산 처리부를 구비하는 이동량 검출 장치에 있어서, 상기 복수의 광학 센서는, 상기 이동체의 상면에서 보았을 때에 있어서, 3개 이상이 동일 직선 상에 나열되지 않도록, 또한, 상기 복수의 광학 센서마다 설정된 상기 소정의 좌표계가, 상기 기준 위치에 있어서의 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도를 가지도록 배치되고, 상기 연산 처리부는, 상기 복수의 광학 센서의 각각에 있어서의, 상기 복수의 광학 센서마다 설정된 상기 소정의 좌표계에서의 상기 이동체의 이동량을, 상기 기준 위치의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량으로 변환하여 적산하는 연산 처리를 반복 실행함으로써, 상기 기준 위치의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량을 검출하는 것이다.
이동체의 상면에서 보았을 때에 있어서, 복수의 광학 센서의 3개 이상이 동일 직선 상에 나열되지 않도록 배치됨으로써, 병진 이동에 대하여 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차를 억제할 수 있다. 또한, 복수의 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계가, 기준 위치의 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도를 가지도록 배치됨으로써, 회전 이동에 대하여 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차를 억제할 수 있다. 이에 따라, 병진 이동, 회전 이동 중 어느 것에 대해서도, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차를 억제할 수 있다.
또한, 상기 복수의 광학 센서는, 상기 복수의 광학 센서마다 설정된 상기 소정의 좌표계의 좌표 중심이, 상기 기준 위치를 중심으로 하는 원주 상에 배치되고, 상기 복수의 광학 센서는, 상기 복수의 광학 센서마다 설정된 상기 소정의 좌표계와 상기 기준 위치에 있어서의 좌표계와의 이루는 각도가, 90°를 상기 복수의 광학 센서의 수로 나눈 각도씩 어긋나도록 배치되는 것이다.
복수의 광학 센서의 감도는, 기준 위치로부터의 거리에 의존하고 있다. 복수의 광학 센서에 있어서, 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계의 좌표 중심이, 기준 위치로서의 제어 중심(10)을 중심으로 하는 동일 원주 상에 배치되어 있으면, 각 광학 센서의 감도를 고르게 할 수 있다. 또한, 복수의 광학 센서에 있어서, 복수의 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계와 기준 위치의 좌표계와의 이루는 각도가, 90°를 복수의 광학 센서의 수로 나눈 각도씩, 어긋나도록 배치되면, 회전 이동에 있어서의 감도의 편차를 보다 억제할 수 있다.
또한, 상기 연산 처리부에 있어서 상기 기준 위치의 이동량을 이용하여 산출한 상기 이동체의 현재 위치와, 미리 계획된 상기 이동체의 계획 이동 경로 상에 있어서의 상기 현재 위치에 가장 가까운 점과의 변위량을 작게 하도록 제어하는 제어부를 더 구비하는 것이다.
이와 같이 하면, 이동체는, 계획 이동 경로를 따라 자율 이동하는 것이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 이동체에 있어서, 병진 운동과 회전 운동을 복합시킨 운동에서의 이동량을 양호한 정밀도로 검출할 수 있고, 또한, 광학 센서를 배치시키는 위치의 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점은, 오직 예시를 위한 이하의 상세 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 완전히 이해될 것이고, 따라서 본 발명을 제한한다고 볼 수 없다.
도 1은 본 실시 형태와 관련된 이동량 검출 장치를 내장한 이동체의 구성에 대하여 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 실시 형태와 관련된 이동량 검출 장치를 내장한 이동체에 있어서의 복수의 광학 센서의 배치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3은 복수의 광학 센서가, 1개의 좌표축 방향의 이동량을 검출하는 1축 센서인 경우에, 각 광학 센서의 배치를, 복수의 광학 센서가 2축 센서인 경우의 배치(도 2)와 마찬가지로 한 예를 나타내는 모식도이다.
도 4는 비교예 1의 이동체에 있어서의 복수의 광학 센서의 배치이다.
도 5는 비교예 2의 이동체에 있어서의 복수의 광학 센서의 배치이다.
도 6은 비교예 3의 이동체에 있어서의 복수의 광학 센서의 배치이다.
도 7은 본 실시 형태와 관련된 이동량 검출 장치를 내장한 이동체에 있어서의 복수의 광학 센서(2)의 배치의, 도 2와는 다른 일례(변형예 1)를 나타내는 모식도이다.
도 8은 이동체에 있어서의 복수의 광학 센서의 수가 4개인 광학 센서의 배치의 예(변형예 2)에 대하여 나타내는 모식도이다.
이하, 발명의 실시 형태를 통해 본 발명을 설명하지만, 특허청구의 범위와 관련된 발명을 이하의 실시 형태로 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시 형태에서 설명하는 구성의 모두가 과제를 해결하기 위한 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
우선, 도 1을 참조하여 본 실시 형태와 관련된 이동량 검출 장치가 내장된 이동체(1)의 개략 구성에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태와 관련된 이동량 검출 장치가 내장된 이동체(1)의 구성에 대하여 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 이동체(1)는, 이동량 검출 장치로서의 구성 요소인, 적어도 3개의 복수의 광학 센서(2)와, 이동량 취득부(3)와, 연산 처리부(4)를 구비한다. 광학 센서(2), 이동량 취득부(3) 및 연산 처리부(4)는, 케이싱(6)의 내부에 배치되어 있다.
광학 센서(2)는, 이동체(1)가 위치하는 바닥면을 조사하는 광원을 구비하고, 바닥면의 이미지 데이터를 취득한다. 광학 센서(2)는, 예를 들면, 광학식 마우스 센서이다. 광학 센서(2)의 광원은, 예를 들면, 레이저 광이나 LED(Light Emitting Diode)이다. 이동체(1)에 있어서의 복수의 광학 센서(2)의 배치의 상세에 대해서는 후술한다.
이동량 취득부(3)는, 광학 센서(2)로부터 취득한 이미지 데이터를 이용하여, 1축 또는 2축의 소정의 좌표계에 있어서의 이동체의 이동량을 취득한다. 이동량 취득부(3)는, 광학 센서(2)로부터의 신호를 증폭하는 앰프 등을 포함한다.
연산 처리부(4)는, 이동량 취득부(3)에 의해 취득된, 복수의 광학 센서(2)의 각각의 소정의 좌표계에 있어서의 이동체의 이동량을 이용하여 연산 처리함으로써 이동체 상의 기준 위치의 좌표계에 있어서의 이동체의 이동량을 검출한다.
이동체(1)는, 차륜(7)을 구비하고, 케이싱(6)의 내부에는, 차륜(7)과 접속된 모터나 모터를 구동하기 위한 배터리 등을 포함하는 구동부(8)가 마련되어 있다. 이 구동부(8)에 있어서의 모터를 구동함으로써, 차륜(7)이 회전하여, 이동체(1)가 이동한다. 이동체(1)는, 연산 처리부(4)에 있어서 기준 위치의 이동량을 이용하여 산출한 이동체의 현재 위치와, 미리 계획된 이동체(1)의 계획 이동 경로 상에 있어서의 현재 위치에 가장 가까운 점과의 변위량을 작게 하도록 구동부(8)를 제어하는 제어부(5)를 더 구비하고 있어도 된다. 이와 같이 하면, 이동체(1)는, 계획 이동 경로를 따라 자율 이동하는 것이 가능해진다.
연산 처리부(4) 및 제어부(5)는, CPU(Central processing unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 통신용의 인터페이스 등을 가지는 연산 처리 장치이다. 또한, 연산 처리부(4) 및 제어부(5)는, 각종 프로그램이나 제어 파라미터 등을 기억하고, 그 프로그램이나 데이터를 필요에 따라 메모리 등에 공급 하기 위한, 착탈 가능한 HDD, 광 디스크, 광자기 디스크 등을 가지고 있어도 된다. 또한, 연산 처리부(4) 및 제어부(5)를, 하나의 연산 유닛으로서 구성해도 된다.
이어서, 이동체(1)에 있어서의 복수의 광학 센서(2)의 배치에 대하여 설명한다.
도 2는, 이동체(1)에 있어서의 복수의 광학 센서(2)(광학 센서(2a, 2b, 2c)) 중 배치의 일례를 나타내는 모식도이다. 여기서, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c)는, 2개의 좌표축 방향의 이동량을 검출하는 2축 센서인 것으로 한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 광학 센서(2)(광학 센서(2a, 2b, 2c))는, 이동체(1)의 상면에서 보았을 때에 있어서, 3개 이상이 동일 직선 상에 나열되지 않도록 배치되어 있다. 즉, 광학 센서(2a, 2b, 2c) 모두가 동일 직선 상에 나열되지 않도록 배치되어 있다.
또한, 복수의 광학 센서(2)는, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c)마다 설정된 소정의 좌표계가, 기준 위치인 제어 중심(10)에 있어서의 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도를 가지도록 배치되어 있다. 여기서, 제어 중심(10)의 좌표계를 x-y 좌표계, 광학 센서(2a)에 설정된 소정의 좌표계를 x1-y1 좌표계, 광학 센서(2b)에 설정된 소정의 좌표계를 x2-y2 좌표계, 광학 센서(2c)에 설정된 소정의 좌표계를 x3-y3 좌표계라고 한다.
광학 센서(2a)의 x1-y1 좌표계는, 제어 중심(10)의 x-y 좌표계에 대하여 θ1의 각도를 가진다. 광학 센서(2b)의 x2-y2 좌표계는, 제어 중심(10)의 x-y 좌표계에 대하여 θ2의 각도를 가진다. 광학 센서(2c)의 x3-y3 좌표계는, 제어 중심(10)의 x-y 좌표계에 대하여 θ3의 각도를 가진다. θ1, θ2, θ3은 각각 상이한 각도이다.
광학 센서(2a)의 x1-y1 좌표계에 있어서의 좌표 중심은, 제어 중심(10)으로부터 거리 R1의 위치에 있다. 광학 센서(2b)의 x2-y2 좌표계에 있어서의 좌표 중심은, 제어 중심(10)로부터 거리 R2의 위치에 있다. 광학 센서(2c)의 x3-y3 좌표계에 있어서의 좌표 중심은, 제어 중심(10)으로부터 거리 R3의 위치에 있다. 광학 센서(2)의 소정의 좌표계에 있어서의 좌표 중심이, 제어 중심(10)으로부터 멀어지면 멀어질수록, 당해 광학 센서(2)의 감도가 높아진다.
이어서, 기준 위치의 좌표계에 있어서의 이동체의 이동량을 검출하는 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 이동체(1)의 구성에 대해서는 도 1을, 복수의 광학 센서(2)의 배치에 대해서는 도 2를 적절히 참조한다.
연산 처리부(4)는, 복수의 광학 센서(2)의 각각에 있어서의, 복수의 광학 센서(2)마다 설정된 소정의 좌표계에서의 이동체의 이동량을, 기준 위치의 좌표계에 있어서의 이동체의 이동량으로 변환하여 적산하는 연산 처리를 반복하여 실행한다. 이와 같이 함으로써, 연산 처리부(4)는, 기준 위치의 좌표계에 있어서의 이동체의 이동량을 검출한다.
광학 센서(2)의 소정의 좌표계에 있어서의 이동량 ΔPsen은, 제어 중심의 이동량 ΔPodom과 광학 센서(2)의 기하학적인 배치로부터 결정되는 행렬 M에 의해, 식 (1)과 같이 나타난다.
ΔPsen=MΔPodom (1)
도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 광학 센서(2)가, 3개의 광학 센서(2a, 2b, 2c)인 경우, 식 (1)은 식 (2)와 같이 나타난다. 즉, 식 (2)에 있어서, 좌변의 행렬이 ΔPsen, 우변 제 1 항의 행렬이 M, 우변 제 2 항의 행렬이 ΔPodom이다. 여기서, Δx1, Δy1은, 각각, 광학 센서(2a)의 x1 좌표, y1 좌표에 있어서의 이동량, Δx2, Δy2는, 각각, 광학 센서(2b)의 x2 좌표, y2 좌표에 있어서의 이동량, Δx3, Δy3은, 각각, 광학 센서(2c)의 x3 좌표, y3 좌표에 있어서의 이동량이다. Δxodom, Δyodom, Δθodom은, 각각, 제어 중심의 x 좌표, y 좌표, θ 좌표에 있어서의 이동량이다.
Figure pat00001
ΔPodom은, 식 (3)으로 나타나는 행렬 M의 의사역행렬 Minv를 이용하여, 식 (4)와 같이 나타난다.
Figure pat00002
식 (4)로부터 구한 제어 중심의 이동량 ΔPodom을, 식 (5)에 나타내는 바와 같이 적산함으로써, 이동체 (1)의 현재 위치를 산출할 수 있다. 여기서, xodomn, yodomn, θodomn은 금회 산출한 현재 위치의 좌표, xodomo, yodomo, θodomo는 전회(前回) 산출한 현재 위치의 좌표이다.
Figure pat00003
도 3은, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c)가, 1개의 좌표축 방향의 이동량을 검출하는 1축 센서인 경우에, 각 광학 센서의 배치를, 복수의 광학 센서(2)가 2축 센서인 경우의 배치(도 2)와 마찬가지로 한 예를 나타내는 모식도이다.
도 3에 나타내는 경우에 있어서도, 복수의 광학 센서(2)(광학 센서(2a, 2b, 2c))는, 이동체(1)의 상면에서 보았을 때에 있어서, 3개 이상이 동일 직선 상에 나열되지 않도록 배치되어 있다. 즉, 광학 센서(2a, 2b, 2c) 모두가 동일 직선 상에 나열되지 않도록 배치되어 있다. 또한, 복수의 광학 센서(2)는, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c)마다 설정된 소정의 좌표계가, 기준 위치인 제어 중심(10)에 있어서의 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도를 가지도록 배치되어 있다.
여기서, 제어 중심(10)의 좌표계를 x-y 좌표계, 광학 센서(2a)에 설정된 소정의 좌표계를 x1 좌표계, 광학 센서(2b)에 설정된 소정의 좌표계를 x2 좌표계, 광학 센서(2c)에 설정된 소정의 좌표계를 x3 좌표계라고 한다. 광학 센서(2a)의 x1 좌표계는, 제어 중심(10)의 x 좌표계에 대하여 θ1의 각도를 가진다. 광학 센서(2b)의 x2 좌표계는, 제어 중심(10)의 x 좌표계에 대하여 θ2의 각도를 가진다. 광학 센서(2c)의 x3 좌표계는, 제어 중심(10)의 x 좌표계에 대하여 θ3의 각도를 가진다. θ1, θ2, θ3은 각각 상이한 각도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 3개의 광학 센서(2a, 2b, 2c)가 1축 센서인 경우, 식 (1)은 식 (6)과 같이 나타난다. 여기서, Δx1은 광학 센서(2a)의 x1 좌표에 있어서의 이동량, Δx2는 광학 센서(2b)의 x2 좌표에 있어서의 이동량, Δx3은 광학 센서(2c)의 x3 좌표에 있어서의 이동량이다. Δxodom, Δyodom, Δθodom은, 각각, 제어 중심의 x 좌표, y 좌표, θ 좌표에 있어서의 이동량이다.
Figure pat00004
식 (3)~식 (5)에 있어서, 식 (6)의 좌변의 행렬을 ΔPsen, 우변 제 2 항의 행렬을 ΔPodom으로 하면, 2축 센서인 경우와 마찬가지로 이동체(1)의 현재 위치를 산출할 수 있다.
여기서, 비교예 1~3에 있어서의 복수의 광학 센서(2)의 배치 위치의 문제점과, 도 2를 참조하여 설명한 본 실시 형태와 관련된 이동체(1)에 있어서의 복수의 광학 센서(2)의 배치 위치의 효과에 대하여 설명한다.
도 4는, 비교예 1의 이동체(701)에 있어서의 복수의 광학 센서(2)의 배치이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 이동체(701)에서는, 이동체(701)의 상면에서 보았을 때에 있어서, 3개의 광학 센서(2a, 2b, 2c)가 동일 직선 상에 나열되어 있다. 또한, 복수의 광학 센서(2)마다 설정된 소정의 좌표계가, 기준 위치인 제어 중심에 있어서의 좌표계와 동일하게 배치되어 있다. 즉, 광학 센서(2a)에 설정된 x1-y1 좌표계, 광학 센서(2b)에 설정된 x2-y2 좌표계, 광학 센서(2c)에 설정된 x3-y3 좌표계가, 모두 제어 중심(10)의 x-y 좌표계와 좌표축의 방향이 동일하게 되어 있다. 복수의 광학 센서(2)를 이와 같이 배치하면, 병진 이동, 회전 이동 중 어느 것에 대해서도, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차가 커진다.
도 5는, 비교예 2의 이동체(801)에 있어서의 복수의 광학 센서(2)의 배치이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 이동체(801)에서는, 이동체(801)의 상면에서 보았을 때에 있어서, 광학 센서(2a, 2b, 2c)의 3개가 동일 직선 상에 나열되지 않도록 배치되어 있다. 이 때문에, 병진 이동에 대해서는, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차가 억제된다. 그러나, 광학 센서(2a)에 설정된 x1-y1 좌표계, 광학 센서(2b)에 설정된 x2-y2 좌표계, 광학 센서(2c)에 설정된 x3-y3 좌표계가, 모두 제어 중심(10)의 x-y 좌표계와 좌표축의 방향이 동일하게 되어 있다. 이 때문에, 회전 이동에 대해서는, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차가 커진다.
도 6은 비교예 3의 이동체(901)에 있어서의 복수의 광학 센서(2)의 배치이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c)마다 설정된 소정의 좌표계가, 기준 위치로서의 제어 중심에 있어서의 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도를 가지도록 배치되어 있다. 즉, 광학 센서(2a)에 설정된 x1-y1 좌표계, 광학 센서(2b)에 설정된 x2-y2 좌표계, 광학 센서(2c)에 설정된 x3-y3 좌표계가, 제어 중심(10)의 x-y 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도 θ1, θ2, θ3을 가지도록 배치되어 있다. 이 때문에, 회전 이동에 대해서는, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차가 억제된다. 그러나, 이동체(901)에서는, 이동체(901)의 상면에서 보았을 때에 있어서, 3개의 광학 센서(2a, 2b, 2c)가 동일 직선 상에 나열되어 있다. 이 때문에, 병진 이동에 대해서는, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차가 커진다.
비교예 1~3에 비하여, 본 실시 형태에 관한 이동체(1)에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이동체(1)의 상면에서 보았을 때에 있어서, 광학 센서(2a, 2b, 2c)의 3개가 동일 직선 상에 나열되지 않도록 배치되어 있다. 이 때문에, 병진 이동에 대해서는, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차가 억제된다. 또한, 복수의 광학 센서(2)마다 설정된 소정의 좌표계가, 기준 위치로서의 제어 중심에 있어서의 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도를 가지도록 배치되어 있다. 즉, 광학 센서(2a)에 설정된 x1-y1 좌표계, 광학 센서(2b)에 설정된 x2-y2 좌표계, 광학 센서(2c)에 설정된 x3-y3 좌표계가, 제어 중심(10)의 x-y 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도 θ1, θ2, θ3을 가지도록 배치되어 있다. 이 때문에, 회전 이동에 대해서는, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차를 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태와 관련된 이동체(1)에서는, 병진 이동, 회전 이동 중 어느 것에 대해서도, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차를 억제할 수 있다.
[변형예 1]
도 7은, 이동체(1)에 있어서의 복수의 광학 센서(2)의 배치의, 도 2와는 다른 일례(변형예 1)를 나타내는 모식도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 변형예 1과 관련된, 복수의 광학 센서(2)의 배치에서는, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c)는, 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계의 좌표 중심이, 기준 위치로서의 제어 중심(10)을 중심으로 하는 동일 원주 상에 배치되어 있다(R1=R2=R3). 또한, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c)는, 복수의 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계와 기준 위치로서의 제어 중심(10)에 있어서의 좌표계 x-y와의 이루는 각도가, 90°를 복수의 광학 센서의 수로 나눈 각도 30°(90°/3=30°)씩, 어긋나도록 배치된다. 제어 중심(10)의 x-y 좌표계와의 이루는 각도는, 광학 센서(2a)에 설정된 x1-y1 좌표계에서 각도 θ1=0, 광학 센서(2b)에 설정된 x2-y2 좌표계에서 각도 θ2=-30°, 광학 센서(2c)에 설정된 x3-y3 좌표계에서 각도 θ3=-60°이다.
상기 서술한 바와 같이, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c)의 감도는, 기준 위치로서의 제어 중심(10)으로부터의 거리가 멀어지면 멀어질수록, 높아진다. 즉, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c)의 감도는, 기준 위치로서의 제어 중심(10)으로부터의 거리에 의존하고 있다. 복수의 광학 센서(2)에 있어서, 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계의 좌표 중심이, 기준 위치로서의 제어 중심(10)을 중심으로 하는 동일 원주 상에 배치되어 있으면, 각 광학 센서의 감도를 고르게 할 수 있다. 또한, 복수의 광학 센서(2)에 있어서, 복수의 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계와 기준 위치로서의 제어 중심(10)에 있어서의 좌표계 x-y와의 이루는 각도가, 90°를 복수의 광학 센서의 수로 나눈 각도씩, 어긋나도록 배치되면, 회전 이동에 있어서의 감도의 편차를 보다 억제할 수 있다.
[변형예 2]
배치하는 광학 센서(2)의 수는 4개 이상이어도 된다. 도 8은, 이동체에 있어서의 복수의 광학 센서의 수가 4개인 광학 센서의 배치의 예(변형예 2)에 대하여 나타내는 모식도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 복수의 광학 센서(2)(광학 센서(2a, 2b, 2c, 2d))는, 이동체(1)의 상면에서 보았을 때에 있어서, 3개 이상이 동일 직선 상에 나열되지 않도록 배치되어 있다.
또한, 복수의 광학 센서(2)는, 복수의 광학 센서(2a, 2b, 2c, 2d)마다 설정된 소정의 좌표계가, 기준 위치인 제어 중심(10)에 있어서의 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도를 가지도록 배치되어 있다. 여기서, 제어 중심(10)의 좌표계를 x-y 좌표계, 광학 센서(2a)에 설정된 소정의 좌표계를 x1-y1 좌표계, 광학 센서(2b)에 설정된 소정의 좌표계를 x2-y2 좌표계, 광학 센서(2c)에 설정된 소정의 좌표계를 x3-y3 좌표계, 광학 센서(2d)에 설정된 소정의 좌표계를 x4-y4 좌표계라고 한다.
광학 센서(2a)의 x1-y1 좌표계는, 제어 중심(10)의 x-y 좌표계에 대하여 θ1의 각도를 가진다. 광학 센서(2b)의 x2-y2 좌표계는, 제어 중심(10)의 x-y 좌표계에 대하여 θ2의 각도를 가진다. 광학 센서(2c)의 x3-y3 좌표계는, 제어 중심(10)의 x-y 좌표계에 대하여 θ3의 각도를 가진다. 광학 센서(2c)의 x4-y4좌표계는, 제어 중심(10)의 x-y 좌표계에 대하여 θ4의 각도를 가진다. θ1, θ2, θ3, θ4는 각각 상이한 각도이다.
배치하는 광학 센서(2)의 수는 4개 이상인 경우라도, 상기 서술한 바와 같이 복수의 광학 센서(2)를 배치함으로써, 병진 이동, 회전 이동 중 어느 것에 대해서도, 복수의 광학 센서간에서의 감도의 편차를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정된 것은 아니고, 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 예를 들면, 변형예 2에서 설명한, 배치하는 광학 센서(2)의 수는 4개 이상인 경우에 대해서도, 변형예 1과 같이 배치하는 것은 가능하다. 즉, 복수의 광학 센서는, 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계의 좌표 중심이, 기준 위치로서의 제어 중심(10)을 중심으로 하는 동일 원주 상에 배치된다. 또한, 복수의 광학 센서는, 복수의 광학 센서마다 설정된 소정의 좌표계와 기준 위치로서의 제어 중심에 있어서의 좌표계 x-y와의 이루는 각도가, 90°를 복수의 광학 센서의 수로 나눈 각도씩, 어긋나도록 배치된다.
위와 같은 발명의 설명에 의해, 발명의 실시예가 다양한 방법으로 달라질 수 있음이 명백하다. 이러한 변형은 발명의 사상 및 범위에서 벗어나는 것으로 간주되어서는 안되고, 모든 그러한 변형은 다음의 청구범위 내에 포함되는 것이 당업자들에게 명백하다.

Claims (3)

  1. 이동체가 위치하는 바닥면을 조사하는 광원을 구비하며, 바닥면의 이미지 데이터를 취득하는 적어도 3개의 복수의 광학 센서와,
    상기 광학 센서로부터 취득한 이미지 데이터를 이용하여, 1축 또는 2축의 소정의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량을 취득하는 이동량 취득부와,
    상기 이동량 취득부에 의해 취득된, 상기 복수의 광학 센서의 각각의 상기 소정의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량을 이용하여 연산 처리함으로써 상기 이동체 상의 기준 위치의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량을 검출하는 연산 처리부를 구비하는 이동량 검출 장치에 있어서,
    상기 복수의 광학 센서는, 상기 이동체의 상면에서 보았을 때에 있어서, 3개 이상이 동일 직선 상에 나열되지 않도록, 또한, 상기 복수의 광학 센서마다 설정된 상기 소정의 좌표계가, 상기 기준 위치에 있어서의 좌표계에 대하여, 각각 상이한 각도를 가지도록 배치되고,
    상기 연산 처리부는, 상기 복수의 광학 센서의 각각에 있어서의, 상기 복수의 광학 센서마다 설정된 상기 소정의 좌표계에서의 상기 이동체의 이동량을, 상기 기준 위치의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량으로 변환하여 적산하는 연산 처리를 반복하여 실행함으로써, 상기 기준 위치의 좌표계에 있어서의 상기 이동체의 이동량을 검출하는, 이동량 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광학 센서는, 상기 복수의 광학 센서마다 설정된 상기 소정의 좌표계의 좌표 중심이, 상기 기준 위치를 중심으로 하는 원주 상에 배치되고,
    상기 복수의 광학 센서는, 상기 복수의 광학 센서마다 설정된 상기 소정의 좌표계와 상기 기준 위치에 있어서의 좌표계와의 이루는 각도가, 90°를 상기 복수의 광학 센서의 수로 나눈 각도씩 어긋나도록 배치되는, 이동량 검출 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연산 처리부에 있어서 상기 기준 위치의 이동량을 이용하여 산출한 상기 이동체의 현재 위치와, 미리 계획된 상기 이동체의 계획 이동 경로상에 있어서의 상기 현재 위치에 가장 가까운 점과의 변위량을 작게 하도록 제어하는 제어부를 더 구비하는, 이동량 검출 장치.
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