WO2019064742A1 - 距離測定装置、および移動体 - Google Patents

Abstract

【解決手段】発光部を含んで投射光による回転走査を行う投光部と、受光部と、前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、前記発光部を制御する発光制御部と、を備え、前記発光制御部は、前記回転走査の１周期において、前記投射光の発光間隔は一定として前記投射光の出力レベルは可変とする制御を行う距離測定装置としている。

Description

距離測定装置、および移動体

本発明は、距離測定装置、および移動体に関する。

従来、距離測定装置が種々開発されている。例えば、特許文献１には、次のようなレーザレーダが開示される。　

特許文献１のレーザレーダは、レーザ光源と、光走査部と、光検出器と、距離測定部と、を備える。レーザ光源は、レーザ光を出射する。光走査部は、目標領域においてレーザ光を走査させる。光検出器は、上記目標領域において反射されたレーザ光を受光する。距離測定部は、光検出器から出力される信号に基づいて上記目標領域における障害物までの距離を測定する。　

ここで、発光強度の高い高パルスによるレーザ光の出射によると、光検出器からの信号には、筐体内部での迷光によるノイズ信号が生じる。障害物が近距離にある場合、障害物からの反射光による光検出器から出力される受光パルスは、ノイズ信号と近い位置に現れる。従って、受光パルスはノイズ信号と重なり合い、合成波が生成される。上記合成波が閾値電圧を超えるタイミングに基づき距離が測定されるが、このタイミングは本来検出されるべきタイミングよりも早いので、測定距離に誤差が生じる。　

そこで、特許文献１では、発光強度の低い低パルスを出射する場合、低パルスのパルス幅を高パルスよりも狭くする。これにより、障害物が近距離にあっても、受光パルスはノイズ信号とは重なりにくくなる。従って、ノイズ信号が重ならないタイミングにおいて、受光パルスは閾値電圧を超えるので、測定距離の精度の低下を抑制できる。

特開２０１２－１５９３３０号公報

しかしながら、上記特許文献１では、近距離の物体についての距離測定精度を向上させることを目的としているが、走査範囲における特定範囲で、遠距離の物体について高精度に距離測定を行っていない。　

上記状況に鑑み、本発明は、回転走査範囲における特定範囲で、遠距離の物体について高精度に距離測定を行うことが可能となる距離測定装置を提供する。

本発明の例示的な距離測定装置は、発光部を含んで投射光による回転走査を行う投光部と、受光部と、前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、前記発光部を制御する発光制御部と、を備え、前記発光制御部は、前記回転走査の１周期において、前記投射光の発光間隔は一定として前記投射光の出力レベルは可変とする制御を行う構成としている。

本発明の例示的な距離測定装置によれば、回転走査範囲における特定範囲で、遠距離の物体について高精度に距離測定を行うことが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車の概略全体斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車の概略側面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車の上方から視た平面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る距離測定装置の概略側面断面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る距離測定装置の電気的構成を示すブロック図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車の電気的構成を示すブロック図である。 図７は、発光制御の一例を示す波形図である。 図８は、距離測定可能な走査範囲の一例を示す図である。 図９は、低い出力レベルの範囲での発光間隔を長くした一例を示す波形図である。 図１０は、無人搬送車の進行方向に応じて設定される走査範囲の一例を示す図である。 図１１は、無人搬送車の進行方向に応じて設定される走査範囲の一例を示す図である。 図１２は、可変に設定される遠距離の走査範囲の一例を示す図である。 図１３は、通路を走行する搬送車における距離測定可能な近距離範囲および遠距離範囲の一例を示す図である。

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（Automatic  Guided  Vehicle）とも呼称される。　

＜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無人搬送車１５の概略全体斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車１５の概略側面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車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。　

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。　

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の後方上面に固定される。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の前方と荷台２の前方との間には隙間Ｓが構成される。　

距離測定装置７は、隙間Ｓにおいて台部１Ｂの三角形部Ｔｒ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、後述する障害物検知、地図情報作成、およ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。　

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、不図示の減速機を内蔵する。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。　

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、不図示の減速機を内蔵する。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。　

従動輪６Ｆは、基部１Ａの前方側に固定される。従動輪６Ｒは、基部１Ａの後方側に固定される。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。　

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を前進およ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制御することで、無人搬送車１５を右回りまたは左回りに旋回させ、方向転換させることができる。　

基部１Ａは、内部に制御ユニットＵ、バッテリーＢ、および通信部Ｔを収容する。制御ユニットＵは、距離測定装置７、駆動モータ４Ｌ、４Ｒ、および通信部Ｔ等に接続される。　

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。これにより、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。　

＜２．距離測定装置の構成＞　図４は、距離測定装置７の概略側面断面図である。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、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、波長フィルタ７６と、受光部７７と、回転筐体７８と、モータ７９と、筐体８０と、基板８１と、配線８２と、を有する。　

筐体８０は、外観視で上下方向に延びる略円柱状であり、内部空間にレーザ光源７１を初めとする各種構成を収容する。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、例えば赤外領域のレーザ光を下方に出射する。　

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を平行光として下方に出射する。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から出射されるレーザ光を反射して、反射されたレーザ光を投射光Ｌ１として出射する。投光ミラー７３は上記のように回転駆動されるので、投射光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。　

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。　

投光ミラー７３で反射されて出射される投射光Ｌ１は、透過部８０１を透過して、隙間Ｓ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、所定の回転走査角度範囲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。投射光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、投射光Ｌ１は筐体８０の内壁または配線８２等により遮られる。　

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。波長フィルタ７６は、受光ミラー７５より下方に位置し、回転筐体７８に固定される。受光部７７は、波長フィルタ７６より下方に位置し、回転筐体７８に固定される。　

距離測定装置７から出射された投射光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および透過部８０１を透過して受光レンズ７４に入射される。受光レンズ７４を透過した入射光Ｌ２は、受光ミラー７５へ入射され、受光ミラー７５により下方へ反射される。反射された入射光Ｌ２は、波長フィルタ７６を透過して受光部７７により受光される。波長フィルタ７６は、赤外領域の光を透過させる。受光部７７は、受光した光を光電変換により電気信号に変換する。　

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、波長フィルタ７６、および受光部７７は、投光ミラー７３とともに回転駆動される。　

図３に示すように、回転走査角度範囲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。但し、上記所定半径は、投射光Ｌ１の出力レベルに応じて変化する。回転走査角度範囲θで投射光Ｌ１が出射され、測定範囲Ｒｓ内に位置する計測対象物で投射光Ｌ１が反射されると、反射光が入射光Ｌ２として透過部８０１を透過して受光レンズ７４に入射される。　

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。　

＜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。　

図５に示すように、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、第１演算処理部７０４と、データ通信インタフェース７０５と、駆動部７０７と、モータ７９と、を有する。　

レーザ発光部７０１は、レーザ光源７１（図４）と、レーザ光源７１を駆動する不図示のＬＤドライバなどを有する。ＬＤドライバは、基板８１に実装される。レーザ発光部７０１と、投光ミラー７３と、回転筐体７８と、モータ７９と、から投光部が構成される。当該投光部は、投射光Ｌ１による回転走査を行う。　

レーザ受光部７０２は、受光部７７と、受光部７７から出力される電気信号を受信する不図示のコンパレータなどを有する。コンパレータは、受光部７７に実装され、上記電気信号のレベルを所定閾値レベルと比較し、比較結果に応じてＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベルとした計測パルスを出力する。　

距離計測部７０３は、レーザ受光部７０２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、第１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パルス状のレーザ光を発光する。このとき、投射光Ｌ１が出射される。出射された投射光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。　

ここで、距離計測部７０３には、第１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。　

駆動部７０７は、モータ７９を回転駆動制御する。モータ７９は、駆動部７０７によって所定の回転速度で回転駆動される。第１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。これにより、回転筐体７８および投光ミラー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、投射光Ｌ１が出射される。例えば、０．２５度ごとにパルス状の投射光Ｌ１が投射される。すなわち、２度の間に８回の投射が行われる。　

第１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第１演算処理部７０４より出力される。このようにして、回転走査角度範囲θでの投射光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。　

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、第１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。第１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。　

第１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。　

＜４．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６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６は、無人搬送車１５の電気的構成を示すブロック図である。　

図６に示すように、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、通信部Ｔと、を有する。　

制御部８は、制御ユニットＵ（図１）に設けられる。駆動部９は、不図示のモータドライバと、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の回転速度および回転方向を駆動制御する。　

制御部８は、通信部Ｔを介して不図示のタブレット端末と通信を行う。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。　

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地図情報を作成することが可能である。地図情報とは、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。　

地図情報は、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。このとき、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地図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。　

上記のように生成された地図情報は、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に予め記憶された地図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。すなわち、制御部８は、位置同定部として機能する。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。　

＜５．発光制御について＞　次に、本実施形態の距離測定装置７において実施される投射光Ｌ１の発光制御について述べる。投射光Ｌ１の発光制御は、第１演算処理部７０４がレーザ発光部７０１を制御することで行われる。すなわち、第１演算処理部７０４は、発光制御部として機能する。　

図７は、本実施形態に係る投射光Ｌ１の発光制御の一例を示す図である。図７において、横軸は時間を、縦軸は投射光Ｌ１の出力レベルを示す。図７に示すように、投射光Ｌ１はパルス状として発光する。　

図７に示す例では、１周期Ｔにおいて、所定の出力レベルの範囲ｔ１と、範囲ｔ１の後に隣接して範囲ｔ１よりも出力レベルの高い範囲ｔ２と、範囲ｔ２の後に隣接して範囲ｔ２よりも出力レベルの低い範囲ｔ３と、が含まれる。範囲ｔ１と範囲ｔ３とで出力レベルは同じである。範囲ｔ１～ｔ３において、発光間隔は一定である。１周期Ｔにおいて、発光パルスの幅は一定である。これにより、範囲ｔ２での発光パルスの平均パワーは、範囲ｔ１、ｔ３での平均パワーよりも高くなる。　

１周期Ｔにおいて発光間隔は一定であり、モータ７９による回転走査の回転速度は一定であるので、範囲ｔ１～ｔ３では、一定の回転角度ごとに発光パルスが生成される。例えば、０．２５度ごとに発光パルスが生成される。従って、範囲ｔ１～ｔ３で、距離測定の角度分解能は一定である。　

図７の発光制御に対応する走査範囲を図８に示す。図７の範囲ｔ１は、図８に示す近距離の走査範囲Ｒ１に相当する。図７の範囲ｔ２は、図８に示す遠距離の走査範囲Ｒ２に相当する。図７の範囲ｔ３は、図８に示す近距離の走査範囲Ｒ３に相当する。走査範囲Ｒ２では、遠距離に位置する物体についての距離測定が可能となる。すなわち、回転走査範囲における特定範囲で、遠距離の物体についての距離測定が可能となる。このとき、上述のように、角度分解能の低下を回避できるので、高精度での距離測定が可能となる。　

また、高い出力レベルの範囲ｔ２も含めて１周期Ｔにおいて発光間隔を一定とすることにより１周期Ｔにおける平均パワーが上昇することを抑制するために、低い出力レベルの範囲ｔ１、ｔ３においては、出力レベルを下げる。従って、近距離の走査範囲Ｒ１，Ｒ３の距離が短くなるので、本実施形態の発光制御は、特定範囲以外の範囲では長い距離で測定する必要がない状況に適する。　

例えば、制御部８が記憶部８５に記憶された地図情報に基づき無人搬送車１５の現時点の位置から壁等の物体までの距離が所定の距離より近づいたことを検出した場合に、第１演算処理部７０４が制御部８からの通知に応じて上記発光制御を行う。　

なお、第１演算処理部７０４は、制御部８から無人搬送車１５の移動速度情報を取得し、当該移動速度情報に基づいて、上記発光制御における低い出力レベルの範囲での出力レベルを可変に設定してもよい。具体的には、移動速度が速いほど、出力レベルを高くし、近距離の走査範囲の距離を長くする。これにより、制御部８が測定距離データに基づいて障害物を検知する制御を行うときに、近距離の範囲で検知された障害物に無人搬送車１５が衝突することを抑制できる。　

また、図９に示すように、低い出力レベルの範囲ｔ１、ｔ３において、図７よりも発光間隔を長くしてもよい。すなわち、上記発光制御において、低い出力レベルでの発光間隔を可変としてもよい。　

このようにすれば、例えば無人搬送車１５の位置が壁等から非常に近距離である場合に、図９のように低い出力レベルでの発光間隔を長くすることで、近距離範囲で測定される物体の距離情報を適度に間引くことができる。地図情報は、所定間隔の位置情報で構成される。発光間隔が短い場合、測定した位置データ（測定距離データ）が地図情報より狭い間隔の位置データとなるため、自己位置同定を行うときに測定データを間引く工程が必要となる。そこで、近距離の場合は発光間隔を長くすることにより、予め測定データを間引き、上記のデータの間引き工程を防止する効果がある。　

＜６．走査範囲の設定について＞　図８に示した走査範囲は一例であり、先述した発光制御においての走査範囲の設定制御を例えば次のように行うことができる。　

無人搬送車１５における制御部８は、例えば駆動モータ４Ｌ，４Ｒの駆動情報を無人搬送車１５の移動情報として距離測定装置７に送信したり、記憶部８５に記憶された経路情報を移動情報として距離測定装置７に送信する。すなわち、制御部８は、無人搬送車１５の移動に関する移動情報を送信する送信部として機能する。　

距離測定装置７における第１演算処理部７０４は、制御部８から送信された移動情報に基づき、無人搬送車１５の進行方向を含む所定の走査範囲において発光パルスの出力レベルを高くする。上記所定の走査範囲以外の走査範囲では、出力レベルを低くする。すなわち、先述した図７における範囲ｔ１～ｔ３を可変に設定する。　

図１０に示す例では、無人搬送車１５の進行方向Ｄ１が直進方向であるとした場合の走査範囲の設定例を示す。進行方向Ｄ１を含む所
定の走査範囲において出力レベルが高くなり、遠距離の走査範囲Ｒ２が設定され、上記所定の走査範囲以外では、近距離の走査範囲Ｒ１，Ｒ３が設定される。　

また、図１１に示す例では、無人搬送車１５の進行方向Ｄ２が直進方向および旋回方向であるとした場合の走査範囲の設定例を示す。進行方向Ｄ２を含む所定の走査範囲において出力レベルが高くなり、遠距離の走査範囲Ｒ２が設定され、上記所定の走査範囲以外では、近距離の走査範囲Ｒ１，Ｒ３が設定される。　

これにより、無人搬送車１５の進行方向を含む遠距離の範囲での高精度な距離測定が可能となり、遠距離の物体の状態を監視することができる。例えば、遠距離の範囲で検出された物体が無人搬送車１５に近づいた場合に、無人搬送車１５を減速させることができる。これにより、無人搬送車１５が物体と衝突することを抑制できる。　

また、第１演算処理部７０４は、制御部８から無人搬送車１５の移動速度に関する移動速度情報を取得することで、移動速度情報に基づいて出力レベルを高くする範囲における出力レベルを可変に制御してもよい。具体的には、移動速度が速いほど、出力レベルを高くする。　

さらにこのとき、第１演算処理部７０４は、移動速度が速いほど、出力レベルを高くする範囲を狭くしてもよい。　

例えば図１２に示す例では、進行方向Ｄ１を含む所定の走査範囲において設定される遠距離の走査範囲Ｒ２とＲ２１を示す。走査範囲Ｒ２１は走査範囲Ｒ２よりも移動速度が速い場合に設定され、出力レベルが高くなるので遠距離の距離が長くなる。さらにこのとき、走査範囲Ｒ２１は、走査範囲Ｒ２よりも狭い範囲に設定される。　

このように移動速度が速い場合に走査範囲Ｒ２１が設定されることにより、より遠距離の物体の距離測定が可能となって無人搬送車１５の物体との衝突を抑制できる。さらに、走査範囲Ｒ２１が狭く設定されることで、出力レベルが高くされても、１周期における投射光Ｌ１の平均パワーを抑えることができる。　

＜７．自己位置同定について＞　先述したように、制御部８は、記憶部８５に記憶された地図情報と、測定距離データとの照合に基づいて自己位置同定を行うことができる。このとき、先述した図７の例に示した発光制御を用いることができる。　

例えば、図１３に示すように長く続く通路５０を無人搬送車１５が移動する場合に、仮に１周期において常に低い出力レベルで発光制御を行った場合、走査範囲が近距離範囲となるので、近距離に位置する通路５０についてのみ距離が測定される。従って、取得される測定距離データと地図情報を照合しても、自己位置が不明となる。　

そこで、このような場合に発光制御を、先述した図７の例に示すような発光制御を行えば、図１３に示すように、走査範囲は近距離の走査範囲Ｒ１，Ｒ３に加えて遠距離の走査範囲Ｒ２となるので、通路５０のみならず通路５０の奥に位置する壁５１について距離を測定できる。従って、取得される測定距離データと地図情報を照合すれば、特徴的な物体である壁５１の検出によって自己位置を同定することが可能となる。　

＜９．本実施形態の作用効果＞　以上のように本実施形態の距離測定装置（７）は、発光部（７０１）を含んで投射光による回転走査を行う投光部と、受光部（７０２）と、前記投射光（Ｌ１）の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部（７０３）と、前記発光部を制御する発光制御部（７０４）と、を備える。前記発光制御部は、前記回転走査の１周期において、前記投射光の発光間隔は一定として前記投射光の出力レベルは可変とする制御を行う。　

このような構成によれば、回転走査範囲における特定範囲において、遠距離での距離測定を行うことができる。遠距離での距離測定では、角度分解能が低下しないので、高精度に測定を行なえる。また、発光間隔を一定として投射光の平均パワーが上昇することを抑制するために、低い出力レベルの範囲では出力を下げる。従って、特定範囲以外の範囲では長い距離で測定する必要がない場合に適する。　

また、前記制御における低い前記出力レベルは、当該距離測定装置（７）が搭載される移動体（１５）の移動速度に基づいて変更される。　

これにより、低い出力レベルの範囲では出力をなるべく下げるが、その出力レベルを適切に設定することにより、近距離の範囲で検知される障害物に移動体が衝突することを抑制できる。　

また、前記発光制御部（７０４）は、前記制御における低い前記出力レベルでの発光間隔を長くする。　

これにより、距離測定装置の物体との距離が非常に近い場合に、低い出力レベルの発光間隔を長くすることにより、測定される物体の距離情報を適度に間引くことができる。例えば、地図情報は、所定間隔の位置情報で構成される。発光間隔が短い場合、測定した位置データが地図情報より狭い間隔の位置データとなるため、自己位置同定を行うときに測定データを間引く工程が必要となる。そこで、近距離の場合は発光間隔を長くすることにより、予め測定データを間引き、上記のデータの間引き工程を防止する効果がある。　

また、本実施形態の移動体（１５）は、上記構成の距離測定装置（７）と、当該移動体の移動に関する移動情報を前記距離測定装置に送信する送信部（８）と、を備え、前記発光制御部（７０４）は、前記移動情報に基づき、当該移動体の進行方向を含む所定の回転走査範囲の前記出力レベルを高くする。　

これにより、移動体の進行方向を含む遠距離の範囲での高精度な距離測定を可能とすることにより、移動体の物体との衝突を抑制することができる。　

また、前記発光制御部（７０４）は、当該移動体（１５）の移動速度が速いほど、前記出力レベルが高い範囲での前記出力レベルを高くする。　

これにより、移動体の移動速度が速いほど、より遠距離の範囲での距離測定が可能となり、物体との衝突を抑制できる。　

また、前記発光制御部（７０４）は、当該移動体（１５）の移動速度が速いほど、前記出力レベルが高い範囲を狭くする。　

これにより、出力レベルを高くしても、平均パワーの上昇を抑えることができる。　

また、本実施形態の移動体（１５）は、前記距離計測部（７０３）による距離計測結果に基づいて測定距離データを出力する測定距離データ出力部（７０４，７０５）を備える上記構成の距離測定装置（７）と、地図情報と前記測定距離データとの照合に基づいて自己位置同定を行う位置同定部（８）と、を備える。　

これにより、同じような風景が連続する狭い通路などを移動体が走行する際に、遠距離の特徴的な物体を高精度に測定することにより、自己位置が不明となることを抑制できる。　

また、上記移動体は、搬送車であることが好適である。搬送車は、障害物が存在する場所を走行したり、自律走行を行うことが一般的であるためである。　

＜１０．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。　

例えば、上記実施形態では、移動体として無人搬送車を例に挙げて説明したが、これに限らず、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。

本発明は、例えば、荷物を運搬する無人搬送車に利用することができる。

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、７４・・・受光レンズ、７５・・・受光ミラー、７６・・・波長フィルタ、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・・・第１演算処理部、７０５・・・データ通信インタフェース、７０７・・・駆動部、８０・・・筐体、８０１・・・透過部、８１・・・基板、８２・・・配線、８・・・制御部、８５・・・記憶部、９・・・駆動部、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・・・回転走査角度範囲、Ｊ・・・回転軸、Ｌ１・・・投射光、Ｌ２・・・入射光、ＯＪ・・・計測対象物

Claims (9)

1. 発光部を含んで投射光による回転走査を行う投光部と、受光部と、前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、前記発光部を制御する発光制御部と、を備え、前記発光制御部は、前記回転走査の１周期において、前記投射光の発光間隔は一定として前記投射光の出力レベルは可変とする制御を行う、距離測定装置。
2. 前記制御における低い前記出力レベルは、当該距離測定装置が搭載される移動体の移動速度に基づいて変更される、請求項１に記載の距離測定装置。
3. 前記発光制御部は、前記制御における低い前記出力レベルでの発光間隔を長くする、請求項１に記載の距離測定装置。
4. 請求項１に記載の距離測定装置と、当該移動体の移動に関する移動情報を前記距離測定装置に送信する送信部と、を備え、　前記発光制御部は、前記移動情報に基づき、当該移動体の進行方向を含む所定の回転走査範囲の前記出力レベルを高くする、　移動体。
5. 前記発光制御部は、当該移動体の移動速度が速いほど、前記出力レベルが高い範囲での前記出力レベルを高くする、請求項４に記載の移動体。
6. 前記発光制御部は、当該移動体の移動速度が速いほど、前記出力レベルが高い範囲を狭くする、請求項５に記載の移動体。
7. 前記距離計測部による距離計測結果に基づいて測定距離データを出力する測定距離データ出力部を備える請求項１に記載の距離測定装置と、地図情報と前記測定距離データとの照合に基づいて自己位置同定を行う位置同定部と、を備える移動体。
8. 搬送車である請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の移動体。
9. 搬送車である請求項７に記載の移動体。

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