TWI713947B - 判定裝置以及判定裝置的控制方法 - Google Patents

Abstract

對於判定與對象物的距離的判定裝置，即便是使用通用的光測距模組等時，也實現高可靠性。判定裝置在多個光測距模組各自表示的距離彼此相差規定長度以上時，判定多個光測距模組的至少一個產生了異常。

Description

判定裝置以及判定裝置的控制方法

本發明是有關於一種判定裝置，此判定裝置在與對象物的距離在規定範圍內時，輸出表示入侵偵測的訊號。

作為用於基於飛行時間（Time of Flight，ToF）原理來測量距檢測對象物的距離的裝置，例如專利文獻1中公開了一種從發光元件向檢測對象物照射光，且光接收元件讀取其反射光而進行距離運算的光測距模組。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]美國專利申請案公開第2016/0327649號說明書（2016年11月10日）

[發明所要解決的問題]

當將光測距模組應用於與對象物的距離在規定範圍內時輸出表示入侵偵測的訊號的、與安全控制有關的裝置時，對與安全控制有關的裝置要求高度的可靠性。因此，所述的習知技術難以使用通用的光測距模組等來實現，例如有需要開發專用的光測距用積體電路（Integrated Circuit，IC）等，商品成本和開發費用變高，結構自身也複雜化的問題。

本發明的一形態的目的在於，對於與對象物的距離在規定範圍內時輸出表示入侵偵測的訊號的判定裝置，即便是使用通用的光測距模組等時，也實現高可靠性。

[解決問題的技術手段]

為了解決所述問題，本發明的一形態的判定裝置在與對象物的距離在規定範圍內時，輸出表示入侵偵測的訊號，且所述判定裝置包括：多個獲取部，各自獲取包含觀測區域彼此重疊的多個光測距感測器的感測器組中的、所述多個光測距感測器各自輸出的訊號；多個異常判定部，各自在所述多個獲取部各者所接收的訊號各自表示的距離彼此相差規定長度以上時，判定所述多個光測距感測器的至少一個產生了異常；以及輸出部，在所述多個異常判定部的至少一個判定產生了異常時，輸出表示異常的訊號。

而且，本發明的一形態的判定裝置的控制方法是在與對象物的距離在規定範圍內時輸出表示入侵偵測的訊號的、判定裝置的控制方法，且其包括：多個獲取步驟，分別獲取包含觀測區域彼此重疊的多個光測距感測器的感測器組中的、所述多個光測距感測器各自輸出的訊號；多個異常判定步驟，分別在所述多個獲取步驟分別所接收的訊號各自表示的距離彼此相差規定長度以上時，判定所述多個光測距感測器的至少一個產生了異常；以及輸出步驟，在所述多個異常判定步驟的至少一個中判定產生了異常時，輸出表示異常的訊號。

根據所述結構，所述判定裝置在所述感測器組所含的多個光測距感測器各自輸出的訊號各自表示的距離彼此相差規定長度以上時，判定所述多個光測距感測器的至少一個產生了異常。即，所述判定裝置將觀測區域彼此重疊的多個光測距感測器各自輸出的訊號各自表示的距離進行比較，來判定所述感測器組所含的多個光測距感測器的至少一個是否產生故障等異常。另外，所述判定裝置在判定所述多個光測距感測器的至少一個產生了異常時，輸出表示異常的訊號。

即，所述判定裝置在判定所述多個光測距感測器的至少一個產生了異常時，例如進行閉鎖（lockout）等而將輸出固定於安全側，使生產設備等機械的動作停止。而且，所述判定裝置在判定所述多個光測距感測器全部未產生異常時，執行通常的侵入偵測處理。即，當與對象物的距離在規定範圍內時，輸出表示入侵偵測的訊號，使生產設備等機械的動作停止。

因此，所述判定裝置在所述多個光測距感測器的至少一個產生了異常，或偵測到對象物侵入所述規定範圍內時，使機械的動作停止，因而能夠實現高可靠性。

尤其所述判定裝置即便是使用例如通用的光測距模組等的、未必專用於安全控制的光測距模組時，也在這些光測距感測器的至少一個產生異常時，使生產設備等機械的動作停止。因此，所述判定裝置發揮下述效果：即便是使用例如通用的光測距模組等時，也能夠實現高可靠性。

在本發明的一形態的判定裝置中，所述光測距感測器包含具備多個光接收元件的多畫素式光接收部。所述判定裝置還具備提取部，此提取部提取所述光接收部的所述多個光接收元件中的、與所述多個光測距感測器的彼此重疊的觀測區域對應的光接收元件，以作為有效範圍內的光接收元件，且所述多個異常判定部各自使用所述有效範圍內的光接收元件輸出的訊號，判定所述多個光測距感測器的至少一個是否產生了異常。

根據所述結構，所述判定裝置使用與多個光測距感測器的彼此重疊的觀測區域對應的光接收元件輸出的訊號，來判定所述多個光測距感測器的至少一個是否產生了異常。

因此，所述判定裝置發揮能夠防止下述情況的效果：當多個光測距感測器各自在彼此不重疊的觀測區域中測量的距離相差所述規定長度以上時，誤判產生了異常。

本發明的一形態的判定裝置可根據所述觀測區域內的所述對象物與所述光測距感測器的距離，來提取所述有效範圍內的光接收元件。

多個光測距感測器的重疊的所述觀測區域根據距光測距感測器的距離而變動。根據所述結構，判定裝置發揮下述效果：能夠使用多個光測距感測器中可在重疊的觀測區域內進行光測距的光接收元件所輸出的訊號，來進行所述判定。

在本發明的一形態的判定裝置中，所述感測器組為多個，且多個所述感測器組各自的所述光測距感測器輸出的訊號通過串列傳輸（serial transmission）而向所述多個獲取部的各者傳輸。

根據所述結構，通過串列傳輸來獲取所輸出的訊號。因此，能夠減少判定裝置具備的線路。因此，發揮能夠降低製造成本的效果。

[發明的效果]

根據本發明的一形態，對於在與對象物的距離在規定範圍內時輸出表示入侵偵測的訊號的判定裝置，即便是使用通用的光測距模組等時，也能夠實現高可靠性。

[實施方式]

以下，根據圖式對本發明的一方面的實施方式（以下也表述作「本實施方式」）進行說明。

§1 適用例

圖2是表示安全控制系統1中的本實施方式的判定裝置2的適用例的一例的圖。首先，使用圖2對判定裝置2的適用例的概要進行說明。

安全控制系統1例如是在機器人的末端執行器等的可動部位的周圍偵測到人的接近時，在人接觸可動部位之前停止此可動部位的驅動的系統。如圖2所示，安全控制系統1包含判定裝置2及安全控制裝置3。從判定裝置2接收表示入侵偵測的訊號時，安全控制裝置3執行安全控制，例如進行停止機器人的末端執行器等可動部位的驅動等控制。而且，在從判定裝置2接收表示判定裝置2的異常（例如光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個的故障等）的訊號時，安全控制裝置3與接收到表示入侵偵測的訊號時同樣，執行安全控制。

在與對象物的距離在規定範圍內時，判定裝置2向安全控制裝置3輸出表示入侵偵測的訊號。如圖2所示，判定裝置2具備分別輸出表示入侵偵測的訊號的判定單元20a及判定單元20b。判定單元20a具備光測距模組21a、控制部22a、距離資料輸入輸出部23a及輸出部24a。而且，關於判定單元20b的結構，具備與判定單元20a同樣的結構。光測距模組21a基於ToF（Time of Flight）原理來測量距測定對象物的距離，並將表示此距離的訊號輸出至控制部22a。

圖3（a）至圖3（c）是表示光測距模組21a或光測距模組21b的觀測區域、及與此觀測區域對應的光測距模組21a或光測距模組21b的光接收部的光接收區域的圖。關於光接收部的詳細情況，將於後述。如圖3（a）所示，光測距模組21a及光測距模組21b是配置成光測距模組21a的觀測區域R1與光測距模組21b的觀測區域R2彼此重疊。圖3（a）中，將兩個光測距模組重疊的觀測區域表示為R3。即，光測距模組21a與光測距模組21b可被視為觀測區域彼此重疊的感測器組。

在光測距模組21a中，控制部22a獲取光測距模組21a輸出的訊號。而且，控制部22a經由距離資料輸入輸出部23a及距離資料輸入輸出部23b而從控制部22b獲取光測距模組21b輸出的訊號。

在光測距模組21b中，控制部22b獲取光測距模組21b輸出的訊號。而且，控制部22b經由距離資料輸入輸出部23b及距離資料輸入輸出部23a而從控制部22a獲取光測距模組21a輸出的訊號。

（控制部進行的異常判定）

控制部22a及控制部22b各自在光測距模組21a及光測距模組21b各自表示的距離彼此相差規定長度以上時，判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生了異常。控制部22a及控制部22b在判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生了異常時，經由輸出部24a或輸出部24b向安全控制裝置3輸出表示異常的訊號。

根據所述結構，在感測器組所含的光測距模組21a及光測距模組21b各自輸出的訊號各自所示的距離彼此相差規定長度以上時，判定裝置2判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生了異常。即，通過將觀測區域彼此重疊的光測距模組21a及光測距模組21b各自輸出的訊號各自表示的距離進行比較，能夠判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個是否產生故障等異常。

判定裝置2在判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生了異常時，例如進行閉鎖等而將向安全控制裝置3的輸出固定於安全側，使機器人的末端執行器等可動部位的驅動停止。

而且，判定裝置2在判定光測距模組21a及光測距模組21b全部未產生異常時，判定裝置2執行通常的侵入偵測處理。即，在與對象物的距離在規定範圍內時，判定裝置2向安全控制裝置3輸出表示入侵偵測的訊號，使機器人的末端執行器等可動部位的驅動停止。

因此，判定裝置2在光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生了異常，或偵測到對象物侵入規定範圍內時，使機械的動作停止，因而能夠實現高可靠性。

而且，所述感測器組所含的光測距感測器為簡單結構。因此，通用的光測距模組可以用作光測距感測器。根據此結構，能夠以低成本向用戶提供與安全控制有關的判定裝置。即，判定裝置2即便將例如通用的光測距模組等的、未必專用於安全控制的光測距模組用作光測距模組21a及光測距模組21b時，也能夠實現高可靠性。具體而言，判定裝置2在由通用的光測距模組所實現的光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生異常時，使生產設備等機械的動作停止，因而能夠實現高可靠性。

而且，在判定裝置2中將可算出距離的通用的光測距模組用作光測距模組21a及光測距模組21b時，能夠簡化作為判定裝置的電路結構。因此，能夠縮短判定裝置的開發期間。判定裝置2即便在將通用的光測距模組用作光測距模組21a及光測距模組21b時，也在光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生異常時，向安全控制裝置3輸出表示異常的訊號，使安全控制裝置3執行安全控制。因而，判定裝置2能夠維持安全控制所要求的高可靠性，並且使用例如通用的光測距模組而抑制製造成本，且縮短開發期間。

此外，所述「表示入侵偵測的訊號」與「表示異常的訊號」可為相同訊號。例如，「表示入侵偵測的訊號」與「表示異常的訊號」可由相同硬體的輸出訊號線，以表示安全控制的接通（ON）/斷開（OFF）的訊號的形式向安全控制裝置3輸出。

尤其，判定裝置2根據存在於光測距模組21a及光測距模組21b的彼此重疊的觀測區域R3內的測定對象物到光測距模組21a及光測距模組21b各自的距離彼此是否相差規定長度以上，來判定有無異常。

因此，判定裝置2能夠防止「因光測距模組21a及光測距模組21b各自在彼此不重疊的觀測區域中測量的距離相差規定長度以上，而誤判產生了異常」。

（控制部進行的侵入判定）

控制部22a及控制部22b各自判定，光測距模組21a及光測距模組21b所輸出的訊號的至少一個是否表示距存在於重疊的觀測區域R3內的對象物的距離在規定範圍內。控制部22a及控制部22b根據所述判定的結果，經由輸出部24a或輸出部24b向安全控制裝置3輸出表示入侵偵測的訊號。

§2 結構例

（判定裝置2）

圖1是表示本實施方式的判定裝置2的主要部分結構的一例的框圖。如圖1所示，判定裝置2具備判定單元20a及判定單元20b。判定單元20b具有與判定單元20a成對的結構，並與判定單元20a相同。因此，僅對判定單元20a的結構進行詳細說明，而不對判定單元20b的結構進行詳細說明。

判定單元20a具備光測距模組21a、控制部22a、距離資料輸入輸出部23a及輸出部24a。

（光測距模組21a）

光測距模組21a是具備投射光的光投射部211、及接收所述光的反射光的光接收部212的反射式感測器。尤其，在本實施方式中，光接收部212是具備多個光接收元件的多畫素（multi-pixel）式光接收部。而且，光測距模組21a具備距離計算部213。距離計算部213從光接收部212獲取表示光接收的訊號。距離計算部213對從光投射部211投射的光經測定對象物反射並被光接收部212的光接收元件接收為止的時間或相位差進行測量，通過運算處理，針對光接收部212的每個光接收元件而算出距測定對象物的距離。即，距離計算部213根據光接收元件所輸出的訊號而算出所述距離。距離計算部213將表示根據各光接收元件所輸出的訊號而算出的、光測距模組21a的觀測區域內的對象物與光測距模組21a之間的距離的訊號，輸出至控制部22a的第一獲取部221。

根據所述結構，判定裝置2能夠區分獲取多個光測距感測器中對重疊的觀測區域內進行光測距的光接收元件輸出的訊號、及對不重疊的觀測區域內進行光測距的光接收元件輸出的訊號。

此外，光測距模組21a可為光投射部211、光接收部212及距離計算部213不成一體而分離的結構。根據所述結構，當使用通用的光測距模組作為光測距模組21a時，能夠擴大所應用的光測距模組的選擇範圍。

（控制部22a）

控制部22a包含中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）等，按照資訊處理而進行各構成要素的控制。控制部22a具備第一獲取部（獲取部）221、有效資料提取部（提取部）222、第二獲取部（獲取部）223、判定距離計算部224、異常判定部225及侵入檢測部226。

（第一獲取部221）

第一獲取部221獲取包含觀測區域彼此重疊的光測距模組21a及光測距模組21b的感測器組中的、光測距模組21a輸出的訊號。第一獲取部221將所獲取的訊號輸出至有效資料提取部222。

（有效資料提取部222）

有效資料提取部222提取光接收部212的多個光接收元件中的、與光測距模組21a及光測距模組21b的彼此重疊的觀測區域R3對應的光接收元件，以作為有效範圍內的光接收元件。更詳細而言，有效資料提取部222提取光測距模組21a及光測距模組21b各自的光接收部212各自的多個光接收元件中的、與觀測區域R3對應的光接收元件，以作為有效範圍內的光接收元件。以下，將有效資料提取部222進行的、「與觀測區域R3對應的光接收元件（即，有效範圍內的光接收元件）的提取」也稱為「有效範圍的設定」。

此處，尤其，有效資料提取部222根據觀測區域內的測定對象物與光測距模組21a或光測距模組21b的距離，對光接收部212的多畫素設定有效範圍。即，有效資料提取部222根據觀測區域內的測定對象物與光測距模組21a或光測距模組21b的距離，針對各光接收部212而提取有效範圍內的光接收元件。

在所設定的有效範圍內含有光接收元件時，有效資料提取部222提取表示根據所述光接收元件輸出的訊號而算出的距離的訊號，作為有效資料。

有效資料提取部222將所提取的所述訊號輸出至判定距離計算部224。而且，有效資料提取部222經由距離資料輸入輸出部23a將所提取的所述訊號輸出至判定單元20b。

此處，參照圖3（a）至圖3（c）說明光接收部212上的光接收區域，光接收區接收在所述重疊的觀測區域中經測定對象物反射的光。圖3（b）將所述重疊的觀測區域內，在圖3（a）所示的位置P1處經測定對象物反射的光的、光接收部212上的光接收區域表示為區域R10。圖3（c）將所述重疊的觀測區域內，在圖3（a）所示的位置P2處經測定對象物反射的光的、光接收部212上的光接收區域表示為區域R20。如圖3（a）至圖3（c）所示，對在重疊的觀測區域內經測定對象物反射的光的、光接收部212上的光接收區域，根據光測距模組到測定對象物的距離而變化。詳細而言，光測距模組到測定對象物的距離越近，則所述光接收區域越窄，光測距模組到測定對象物的距離越遠，則所述光接收區域越寬。

圖4（a）及圖4（b）是表示有效資料提取部222進行的、表示觀測區域內的測定對象物與光測距感測器之間的距離的訊號的、提取的一例的圖。此處，對有效資料提取部222進行的、表示觀測區域內的測定對象物與光測距感測器之間的距離的訊號的提取的具體例進行說明。當有效資料提取部222中輸入有表示根據某個光接收元件所輸出的訊號而算出的距離的訊號時，有效資料提取部222根據所述訊號表示的距離，設定光接收部212的有效範圍。

圖4（a）是表示光測距模組21a中的、表示測定對象物與光測距感測器之間的距離的訊號的提取的一例的圖。例如，如圖4（a）所示，在所接收的訊號表示的距離為5 cm以上時，有效資料提取部222將區域R30設為光接收部212的測量有效區域。作為有效測量範圍的區域R30是接收經重疊的觀測區域內的測定對象物反射的光的、光接收部212上的區域。有效資料提取部222在所接收的訊號為「基於區域R30所含的光接收元件所輸出的訊號而生成的訊號」時，提取此訊號。

同樣，有效資料提取部222在所接收的訊號表示的距離為10 cm以上時，除了區域R30以外，還將區域R40設為光接收部212的測量有效區域。有效資料提取部222在所接收的訊號為「基於區域R30或區域R40所含的光接收元件所輸出的訊號而生成的訊號」時，提取此訊號。而且，有效資料提取部222在所接收的訊號表示的距離為20 cm以上時，除了區域R30及區域R40以外，還將區域R50設為光接收部212的測量有效區域。有效資料提取部222在所接收的訊號為「基於區域R30或區域R40或區域R50所含的光接收元件所輸出的訊號而生成的訊號」時，提取此訊號。

圖4（b）是表示光測距模組21b中的、表示測定對象物與光測距感測器之間的距離的訊號的提取的一例的圖。例如，如圖4（b）所示，有效資料提取部222在所接收的訊號表示的距離為5 cm以上時，將區域R60設為光接收部212的測量有效區域。作為有效範圍的區域R60是接收經重疊的觀測區域內的測定對象物反射的光的、光接收部212上的區域。有效資料提取部222在所接收的訊號為「基於區域R60所含的光接收元件所輸出的訊號而生成的訊號」時，提取此訊號。

同樣，有效資料提取部222在所接收的訊號表示的距離為10 cm以上時，除了區域R60以外，還將區域R70設為光接收部212的測量有效區域。有效資料提取部222在所接收的訊號為「基於區域R70所含的光接收元件所輸出的訊號而生成的訊號」時，提取此訊號。而且，有效資料提取部222在所接收的訊號表示的距離為20 cm以上時，除了區域R60及區域R70以外，還將區域R80設為光接收部212的測量有效區域。有效資料提取部222在所接收的訊號為「基於區域R80所含的光接收元件所輸出的訊號而生成的訊號」時，提取此訊號。

（第二獲取部223）

第二獲取部223獲取包含觀測區域彼此重疊的光測距模組21a及光測距模組21b的感測器組中的、光測距模組21b輸出的訊號。詳細而言，經由距離資料輸入輸出部23a而獲取判定單元20b的有效資料提取部222所提取的訊號。第二獲取部223將所獲取的訊號輸出至判定距離計算部224。

換言之，第二獲取部223獲取與光測距模組21b的多個光接收元件各自相應的、表示觀測區域內的對象物與光測距感測器之間的距離的訊號。

（判定距離計算部224）

判定距離計算部224根據有效資料提取部222所提取的訊號表示的距離，算出異常判定部225進行的後述的判定（比較處理）所用的判定距離，並將所算出的判定距離通知異常判定部225。詳細而言，控制部22a的判定距離計算部224根據由判定單元20a的有效資料提取部222所提取的訊號表示的距離，算出光測距模組21a與測定對象物的距離（判定距離）。而且，控制部22a的判定距離計算部224根據判定單元20b的有效資料提取部222所提取的訊號表示的距離，算出光測距模組21b與測定對象物的距離（判定距離）。

此處，如上文所述，為了防止誤判為異常，異常判定部225利用存在於重疊的觀測區域R3內的對象物到光測距模組21a及光測距模組21b各自的距離（即判定距離）之差，來判定有無異常。而且，光接收部212是多畫素式光接收部，存在多個距離資料。因此，為了容易地執行異常判定部225進行的異常判定處理（即，兩個判定距離的比較處理），判定距離計算部224可執行以下的處理。

例如，判定距離計算部224可通過算出根據各光接收元件所輸出的訊號而生成的訊號表示的距離的平均值，來算出判定距離。而且，判定距離計算部224也可將根據各光接收元件所輸出的訊號而生成的訊號表示的距離中的最小值，決定為判定距離。而且，判定距離計算部224可由根據各光接收元件所輸出的訊號而生成的訊號表示的距離來算出統計值，以算出判定距離。然而，判定距離計算部224進行的判定距離的算出方法或決定方法只要使用所提取的訊號表示的距離即可，並無特別限定。

判定距離計算部224將表示所算出的判定距離（具體而言，「光測距模組21a與測定對象物的判定距離」及「光測距模組21b與測定對象物的判定距離」）的訊號輸出至異常判定部225。

（異常判定部225）

在第一獲取部221及第二獲取部223各自所接收的訊號各自表示的距離彼此相差規定長度以上時，異常判定部225判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生了異常。判定單元20a及判定單元20b所含的異常判定部225各自進行所述判定。

異常判定部225在判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生了異常時，將產生異常這一判定結果通知輸出部24a，使輸出部24a的輸出固定於安全側。

而且，在第一獲取部221及第二獲取部223各自所接收的訊號各自表示的距離彼此不相差規定長度以上時，異常判定部225判定光測距模組21a及光測距模組21b均未產生異常。然後，異常判定部225將未產生異常這一判定結果通知侵入檢測部226，使侵入檢測部226執行侵入判定處理。

詳細而言，控制部22a及控制部22b的異常判定部225各自使用所述有效範圍內的光接收元件（與觀測區域R3對應的光接收元件）輸出的訊號，判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個是否產生了異常。

具體而言，異常判定部225算出從判定距離計算部224所接收的「光測距模組21a與測定對象物的判定距離」與「光測距模組21b與測定對象物的判定距離」之差（比較處理）。在比較處理中算出的差為規定長度以上（即，不在允許範圍內）時，異常判定部225判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生了異常。而且，在比較處理中算出的差小於規定長度（即，在允許範圍內）時，異常判定部225判定光測距模組21a及光測距模組21b全部未產生異常。如上所述，判定距離是利用根據接收元件輸出的訊號而生成的表示距離的訊號所算出。因此，此判定可謂使用光接收元件輸出的訊號而進行。

（侵入檢測部226）

侵入檢測部226從異常判定部225收到「光測距模組21a及光測距模組21b全部未產生異常」這一判定結果的通知時，執行侵入判定處理。

即，侵入檢測部226判定光測距模組21a及光測距模組21b各自輸出的訊號各自表示的距離（特別是由判定距離計算部224算出的兩個判定距離）的至少一者是否為規定值以下。當兩個判定距離的至少一者為規定值以下時，侵入檢測部226經由輸出部24a向安全控制裝置3等外部機器輸出表示入侵偵測的訊號。安全控制裝置3等外部機器接收到表示入侵偵測的訊號時，例如使機器人的末端執行器等可動部位的驅動停止，即，使機械的動作停止。而且，當兩個判定距離兩者大於規定值時，侵入檢測部226可經由輸出部24a而向安全控制裝置3等外部機器輸出表示未入侵偵測的訊號。

（距離資料輸入輸出部23a）

距離資料輸入輸出部23a在判定單元20a與判定單元20b之間，進行有效資料提取部222所提取的訊號的輸入輸出。

（輸出部24a）

按照侵入檢測部226或異常判定部225的指示，輸出部24a向安全控制裝置3輸出表示異常的訊號或表示入侵偵測的訊號。

例如，「表示入侵偵測的訊號」與「表示異常的訊號」可設為相同訊號。例如，「表示入侵偵測的訊號」或「表示異常的訊號」也能以表示安全控制的接通（ON）/斷開（OFF）的訊號的形式而向安全控制裝置3輸出。

§3 動作例

（判定裝置2的處理流程例）

圖5是表示判定裝置2的異常判定處理的流程的一例的流程圖。使用圖5，對判定裝置2的異常判定處理的流程的一例進行說明。

在判定單元20a中，第一獲取部221獲取光測距模組21a輸出的、表示光測距模組21a的觀測區域內的測定對象物與光測距模組21a之間的距離的訊號（測距資料）（步驟S1a：獲取步驟）。接著，在判定單元20a中，有效資料提取部222從表示根據光接收元件（畫素）各自所輸出的訊號而算出的距離的訊號中，提取有效資料（步驟S2a）。

在步驟S1a及步驟S2a的同時，在判定單元20b中，第一獲取部221獲取光測距模組21b輸出的、表示光測距模組21b的觀測區域內的測定對象物與光測距模組21b之間的距離的訊號（測距資料）（步驟S1b：獲取步驟）。接著，在判定單元20b中，有效資料提取部222從表示根據光接收元件各自所輸出的訊號而算出的距離的訊號中，提取有效資料（步驟S2b）。

根據所述結構，判定裝置2能夠使用多個光測距感測器中可對重疊的觀測區域內進行光測距的光接收元件所輸出的訊號，來進行判定。

繼步驟S2a及步驟S2b之後，在在判定單元20a及判定單元20b中，判定距離計算部224算出異常判定部225進行的判定所用的判定距離（步驟S3）。

接著，在判定單元20a及判定單元20b中進行以下的處理。

異常判定部225算出「光測距模組21a與測定對象物的判定距離」與「光測距模組21b與測定對象物的判定距離」之差（S4：比較處理）。

在比較處理S4中算出的差為「規定長度以上」時，即「不在允許範圍內（異常判定步驟S5a中為否（NO））」時，異常判定部225判定光測距模組21a及光測距模組21b的至少一個產生了異常（異常判定步驟）。然後，異常判定部225經由輸出部24a向安全控制裝置3輸出表示異常的訊號（步驟S6：異常處理、輸出步驟），並結束處理。

在比較處理S4中算出的差「小於規定長度」，即「在允許範圍內（異常判定步驟S5a中為是（YES））」時，異常判定部225判定光測距模組21a及光測距模組21b全部未產生異常。然後，異常判定部225將「光測距模組21a及光測距模組21b全部未產生異常」這一判定結果通知侵入檢測部226。

侵入檢測部226執行侵入判定處理（步驟S7），並向安全控制裝置3輸出侵入判定處理的執行結果（步驟S8）。即，侵入檢測部226判定「光測距模組21a與測定對象物的判定距離」與「光測距模組21b與測定對象物的判定距離」的至少一者是否為規定值以下。當兩個判定距離的至少一者為規定值以下時，侵入檢測部226經由輸出部24a向安全控制裝置3輸出表示入侵偵測的訊號，處理回到步驟S1a及步驟S1b。而且，當兩個判定距離兩者大於規定值時，異常判定部225經由輸出部24a向安全控制裝置3等外部機器輸出表示未入侵偵測的訊號，處理回到步驟S1a及步驟S1b。

（用於防止異常的誤判的結構）

如圖3（a）至圖3（c）所示，在多個光測距模組的觀測區域重疊的結構中，存在光測距模組的觀測區域彼此不重疊的區域。若測定對象物停留在此不重疊的區域中，則其中一個光測距模組算出測定對象物的距離並輸出訊號，而另一光測距模組不算出測定對象物的距離。因此，多個光測距模組間輸出的訊號表示的距離產生不一致。當產生此不一致時，判定「產生了光測距模組的故障等異常」的判定裝置會產生以下的問題。即，即便光測距模組未產生故障，判定裝置也在測定對象物停留在觀測區域不重疊的區域中時，判定「產生了異常」，並輸出表示異常的訊號。

為了解決所述問題，判定裝置2針對當多個光測距模組的測量資料產生了不一致時判定「光測距模組的至少一個產生了異常」的異常判定部225，採用以下結構。

即，異常判定部225將從判定距離計算部224所接收的訊號表示的「光測距模組21a與測定對象物的判定距離」與「光測距模組21b與測定對象物的判定距離」進行比較。然後，若「光測距模組21a與測定對象物的判定距離」與「光測距模組21b與測定對象物的判定距離」之差為規定的範圍內，則異常判定部225判定光測距模組21a及光測距模組21b全部為未產生異常。

此處，所述兩個判定距離是由判定距離計算部224從第一實施方式中說明的由有效資料提取部222所提取的有效資料所算出。因此，表示在觀測區域不重疊的區域中算出的距離的訊號不用於判定距離的算出。即，異常判定部225使用與光測距模組21a及光測距模組21b的彼此重疊的觀測區域R3對應的光接收元件輸出的訊號，將光測距模組21a及光測距模組21b各自到測定對象物的判定距離進行比較。因此，判定裝置2能夠防止「因光測距模組21a及光測距模組21b各自在彼此不重疊的觀測區域中測量的距離相差規定長度以上，而誤判產生了異常」。

§4 變形例

根據圖6及圖7，對本發明的其他變形例作以下說明。此外，為了方便說明，對與所述實施方式中說明的構件具有相同功能的構件標注相同符號，省略其說明。

上實施方式對判定裝置2具備觀測區域彼此重疊的一個感測器組的示例進行了說明。

本變形例的判定裝置2c具備多個觀測區域重疊的多個光測距模組的組。

圖6是表示安全控制系統1c中的本變形例的判定裝置2c的適用例的一例的圖。如圖6所示，安全控制系統1c包含判定裝置2c及安全控制裝置3。

圖7是表示具備判定裝置2c的、機器人10的末端執行器的一例的圖。圖7所示的觀測區域R100表示多個光測距模組的重疊的觀測區域。如圖7所示，在機器人10的末端執行器的周圍，設有多個所述重疊的觀測區域。

如圖6所示，判定裝置2c的判定單元20a具備多個光測距模組，且至少具備光測距模組21a1、光測距模組21a2及光測距模組21a3。而且，判定裝置2c的判定單元20b具備多個光測距模組，且至少具備光測距模組21b1、光測距模組21b2及光測距模組21b3。

光測距模組21a1與光測距模組21b1具有重疊的觀測區域，且光測距模組21a1與光測距模組21b1包含在光測距模組的組25中。

光測距模組21a2與光測距模組21b2具有重疊的觀測區域，且光測距模組21a2與光測距模組21b2包含在光測距模組的組26中。

光測距模組21a3與光測距模組21b3具有重疊的觀測區域，且光測距模組21a3與光測距模組21b3包含在光測距模組的組27中。

針對每個組，通過串列傳輸，所述光測距模組各自將表示光測距模組的觀測區域內的對象物與光測距模組之間的距離的訊號輸出至控制部22a或控制部22b。

換言之，判定裝置2具備的感測器組為多個。而且，多個感測器組各自的光測距感測器輸出的訊號通過串列傳輸而向控制部22a及控制部22b的第一獲取部221各自傳輸。

根據所述結構，控制部22a及控制部22b通過串列傳輸而獲取輸出的訊號。因此，能夠減少判定裝置2c具備的線路。因此，能夠降低判定裝置2c的製造成本。

此外，本變形例及上述實施方式中說明了包含兩個光測距感測器作為感測器組的結構，感測器組包含觀測區域彼此重疊的多個光測距感測器。然而，也可適當變更為包含三個以上的光測距感測器的結構。此時，可根據光測距感測器而適當變更判定單元的個數。

[藉由軟體的實現例]

判定裝置2、判定裝置2c的控制塊（特別是控制部22a及控制部22b）可由形成為積體電路（IC晶片）等的邏輯電路（硬體）來實現，也可由軟體來實現。

在後者的情況下，判定裝置2、判定裝置2c包括電腦，此電腦執行作為實現各功能的軟體的程式的命令。所述電腦例如具備一個以上的處理器，並且具備存儲有所述程式的電腦可讀取的記錄介質。而且，在所述電腦中，通過所述處理器從所述記錄介質讀取所述程式並執行，而達成本發明的目的。所述處理器例如能夠使用CPU（Central Processing Unit）。除了能夠使用「非臨時的有形介質」、例如ROM（Read Only Memory）等作為所述記錄介質以外，還能夠使用磁帶（tape）、磁盤（disk）、卡（card）、半導體記憶體、可程式設計的邏輯電路等作為所述記錄介質。而且，也可還具備開發所述程式的RAM（Random Access Memory）等。而且，所述程式也可經由可傳輸所述程式的任意傳輸介質（通信網路或廣播波等）而提供給所述電腦。此外，本發明的一形態也能以通過電子傳輸來將所述程式具現化的、被嵌入載波中的資料訊號的形態來實現。

本發明不限定於上述各實施方式，可在申請專利範圍所示的範圍內進行各種變更，將不同實施方式中分別公開的技術特徵適當組合而獲得的實施方式也包含於本發明的技術範圍內。

1、1c‧‧‧安全控制系統2、2c‧‧‧判定裝置3‧‧‧安全控制裝置10‧‧‧機器人20a、20b‧‧‧判定單元21a、21a1、21a2、21a3、21b、21b1、21b2、21b3‧‧‧光測距模組22a、22b‧‧‧控制部23a、23b‧‧‧距離資料輸入輸出部24a、24b‧‧‧輸出部25、26、27‧‧‧組211‧‧‧光投射部212‧‧‧光接收部213‧‧‧距離計算部221‧‧‧第一獲取部222‧‧‧有效資料提取部223‧‧‧第二獲取部224‧‧‧判定距離計算部225‧‧‧異常判定部226‧‧‧侵入檢測部P1、P2‧‧‧位置R1、R2、R3、R100‧‧‧觀測區域R10、R20、R30、R40、R50、R60、R70、R80‧‧‧區域S1a、S1b、S2a、S2b、S3、S6、S7、S8‧‧‧步驟S4‧‧‧比較處理S5a‧‧‧異常判定步驟

圖1是表示本發明的實施方式的判定裝置的主要部分結構的一例的框圖。 圖2是表示本發明的實施方式的判定裝置的適用例的一例的圖。 圖3（a）至圖3（c）是表示本發明的實施方式的光測距模組的觀測區域、及與此觀測區域對應的光接收部的光接收區域的圖。 圖4（a）及圖4（b）是表示本發明的實施方式的有效資料提取部進行的、表示觀測區域內的測定對象物與光測距感測器之間的距離的訊號的、提取的一例的圖。 圖5是表示本發明的實施方式的判定裝置的異常判定處理的流程的一例的流程圖。 圖6是表示本發明的變形例的判定裝置的適用例的一例的圖。 圖7是表示具備本發明的變形例的判定裝置的、機器人的末端執行器（end effector）的一例的圖。

2‧‧‧判定裝置

20a、20b‧‧‧判定單元

21a、21b‧‧‧光測距模組

22a、22b‧‧‧控制部

23a、23b‧‧‧距離資料輸入輸出部

24a、24b‧‧‧輸出部

211‧‧‧光投射部

212‧‧‧光接收部

213‧‧‧距離計算部

221‧‧‧第一獲取部

222‧‧‧有效資料提取部

223‧‧‧第二獲取部

224‧‧‧判定距離計算部

225‧‧‧異常判定部

226‧‧‧侵入檢測部

Claims (4)

1. 一種判定裝置，在與對象物的距離在規定範圍內時，輸出表示入侵偵測的訊號，所述判定裝置包括：多個獲取部，各自獲取包含觀測區域彼此重疊的多個光測距感測器的感測器組中的所述多個光測距感測器各自輸出的訊號；多個異常判定部，各自在所述多個獲取部各者所接收的訊號各自表示的距離彼此相差規定長度以上時，判定所述多個光測距感測器的至少一個產生了異常；以及輸出部，在所述多個異常判定部的至少一個判定產生了異常時，輸出表示異常的訊號，其中所述光測距感測器包含具備多個光接收元件的多畫素式光接收部，所述判定裝置還包括：提取部，提取所述光接收部的所述多個光接收元件中的、與所述多個光測距感測器的彼此重疊的觀測區域對應的光接收元件所輸出的距離訊號，以作為有效範圍內的光接收元件，所述多個異常判定部各自使用所述有效範圍內的光接收元件輸出的距離訊號，判定所述多個光測距感測器的至少一個是否產生了異常。
2. 如申請專利範圍第1項所述的判定裝置，其中所述提取部根據所述觀測區域內的所述對象物與所述光測距感測器之間的距離，提取所述有效範圍內的光接收元件所輸出的距離訊號。
3. 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述的判定裝置，其中所述感測器組為多個，多個所述感測器組各自的所述多個光測距感測器輸出的訊號通過串列傳輸而向所述多個獲取部的各者傳輸。
4. 一種判定裝置的控制方法，是在與對象物的距離在規定範圍內時輸出表示入侵偵測的訊號的、判定裝置的控制方法，所述判定裝置的控制方法包括：多個獲取步驟，分別獲取包含觀測區域彼此重疊的多個光測距感測器的感測器組中的所述多個光測距感測器各自輸出的訊號；多個異常判定步驟，分別在所述多個獲取步驟中分別接收的訊號各自表示的距離彼此相差規定長度以上時，判定所述多個光測距感測器的至少一個產生了異常；以及輸出步驟，在所述多個異常判定步驟的至少一個中判定產生了異常時，輸出表示異常的訊號，其中所述光測距感測器包含具備多個光接收元件的多畫素式光接收部，所述判定裝置的控制方法還包括：提取所述光接收部的所述多個光接收元件中的、與所述多個光測距感測器的彼此重疊的觀測區域對應的光接收元件所輸出的距離訊號，以作為有效範圍內的光接收元件，所述多個異常判定步驟各自使用所述有效範圍內的光接收元 件輸出的距離訊號，判定所述多個光測距感測器的至少一個是否產生了異常。

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