JP2016191617A - Obstacle determination device - Google Patents
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Abstract
Translated fromJapaneseDescription
Translated fromJapanese本発明は、障害物判定装置に関し、より詳細には、測距装置により周囲の障害物の有無を判定する障害物判定装置に関する。 The present invention relates to an obstacle determination device, and more particularly to an obstacle determination device that determines the presence or absence of a surrounding obstacle by a distance measuring device.
光学式の測距センサとして構成される測距装置は、測定範囲内に存在する物体との距離を計測することができ、１次元あるいは２次元の距離データマップを取得することができる。測距装置は、例えば、計測した距離情報を利用して自己の動作を決定し、自律的に行動する自律走行装置が障害物を検知して回避するための安全装置として用いられている。 A distance measuring device configured as an optical distance measuring sensor can measure a distance to an object existing within a measurement range, and can acquire a one-dimensional or two-dimensional distance data map. For example, the distance measuring device is used as a safety device that determines its own operation using the measured distance information, and an autonomous traveling device acting autonomously detects and avoids an obstacle.
光学式の測距装置は、ケーシングの内部に発光部と受光部を設け、透明な光学窓を介して光を送受光することで、対象物までの距離を演算している。測距装置からは、計測対象物があることを示す距離情報が出力される。測距装置は、計測範囲内の各座標における計測対象物までの距離情報を出力する。 The optical distance measuring device is provided with a light emitting part and a light receiving part inside a casing, and calculates the distance to an object by transmitting and receiving light through a transparent optical window. From the distance measuring device, distance information indicating that there is a measurement object is output. The distance measuring device outputs distance information to the measurement object at each coordinate within the measurement range.
測距装置を用いて障害物を検出する技術に関して、例えば特許文献１に記載された障害物検知装置は、測距装置として超音波センサを使用し、２つの超音波センサを車両に搭載し、各超音波センサに外来ノイズを検知する機能を設けて構成される。
障害物検知装置は、超音波を送信する前に各超音波センサに外来ノイズを検知させ、２つの超音波センサの１つでも外来ノイズを検知した場合には全ての超音波センサの検知情報を無効とする。外来ノイズを検知していない場合には、２つの超音波センサの両方とも閾値を超える反射波を受信した場合に障害物検知有りと判断し、それ以外は障害物非検知と判断する。これにより、測距センサを用いた障害物検知装置の耐ノイズ性を向上し、誤検知を防止するとされている。Regarding the technology for detecting an obstacle using a distance measuring device, for example, the obstacle detecting device described in
The obstacle detection device detects the external noise in each ultrasonic sensor before transmitting the ultrasonic wave, and detects the detection information of all the ultrasonic sensors when the external noise is detected by one of the two ultrasonic sensors. Invalid. When no external noise is detected, it is determined that an obstacle has been detected when a reflected wave exceeding the threshold is received by both of the two ultrasonic sensors, and it is determined that an obstacle has not been detected otherwise. Thereby, it is supposed that the noise resistance of the obstacle detection device using the distance measuring sensor is improved and erroneous detection is prevented.
測距装置を用いて障害物を検出しようとする場合、単独の測距装置だけでなく、複数の測距装置を設け、これら複数の測距装置のいずれかにより障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定して必要な処理を行うことができる。複数の測距装置を用いることにより、単独の測距装置で障害物を検出する場合よりも、障害物を見落とす可能性を低くすることができる。 When an obstacle is to be detected using a distance measuring device, not only a single distance measuring device but also a plurality of distance measuring devices are provided, and an obstacle is detected by any of the plurality of distance measuring devices. It is possible to determine that there is an obstacle and perform necessary processing. By using a plurality of distance measuring devices, it is possible to reduce the possibility of overlooking an obstacle as compared with the case where an obstacle is detected by a single distance measuring device.
しかしながら、個々の測距装置は、外来ノイズ等の要因により障害物が有るものと誤検出する可能性があるため、測距装置を複数設けていずれかの測距装置で障害物が検出されたときに障害物が有ると判定する場合、障害物が無いにも関わらず障害物が有ると誤検出する可能性は高くなる。
すなわち、測距装置の数を増やして、いずれかの測距装置で障害物が検出されたとき障害物が有ると判定することにより、実際に存在する障害物を検出する精度を上げることができるが、一方では、障害物が無いにもかかわらず障害物が有るものと誤検出する可能性も高くなってしまう。従って、誤検出の可能性を考慮すると、単純に測距装置の数を増やすことが常に有効であるとは言えない。However, there is a possibility that each distance measuring device may erroneously detect that there is an obstacle due to factors such as external noise, so an obstacle was detected by any one of the distance measuring devices provided with a plurality of distance measuring devices. When it is determined that there is an obstacle sometimes, there is a high possibility of erroneous detection that there is an obstacle even though there is no obstacle.
That is, by increasing the number of distance measuring devices and determining that there is an obstacle when an obstacle is detected by any distance measuring device, it is possible to improve the accuracy of detecting an obstacle that actually exists. However, on the other hand, there is a high possibility of erroneous detection that there is an obstacle even though there is no obstacle. Therefore, it is not always effective to simply increase the number of distance measuring devices in consideration of the possibility of erroneous detection.
また、このような測距装置を搭載し、その測距センサによる障害物の判定結果を使用して自己の動作を決定し、自律的に行動する自律走行装置では、自律走行装置の周囲の障害物を精度よく検出するために、測距装置を複数設けることができる。複数の測距装置のいずれかにより障害物が検出されれば、その障害物の手前で停止したり、障害物を回避して走行する等の制御を行うことができる。
しかしながら、単純に測距装置の数を増やすと、上記のように測距装置による誤検出の可能性が高くなり、障害物が無いにも関わらず、不必要な停止処理や回避走行動作を実行してしまい、走行信頼性が低下する。In addition, in an autonomous traveling device that is equipped with such a distance measuring device and determines its own action using the determination result of the obstacle by the distance measuring sensor and acts autonomously, obstacles around the autonomous traveling device In order to detect an object accurately, a plurality of distance measuring devices can be provided. If an obstacle is detected by any of the plurality of distance measuring devices, it is possible to perform control such as stopping before the obstacle or traveling while avoiding the obstacle.
However, simply increasing the number of distance measuring devices increases the possibility of false detection by the distance measuring devices as described above, and executes unnecessary stop processing and avoidance travel operations even though there are no obstacles. As a result, running reliability is reduced.
特許文献１の障害物検知装置は、２つの超音波センサを備え、外来ノイズが検知されない場合には、２つの超音波センサの両方で閾値を超える反射波を受信したときに、障害物が有るものと判断する。しかしながら、いずれか一方の超音波センサで、障害物が有るにも関わらず障害物を見落とした場合、障害物があると判断することができない。つまり２つの超音波センサの両方で、閾値を超える反射を受信したときにのみ、障害物が有ると判断する場合、障害物を見落とす可能性が高くなって、障害物の検出精度を阻害する可能性がある。 The obstacle detection device of
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、周囲に存在する障害物の検出精度の向上と誤検出の可能性とを考慮して、障害物判定装置の周囲の条件に合わせて適切な判定処理を行うようにした障害物判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in consideration of the improvement in detection accuracy of obstacles present in the surroundings and the possibility of erroneous detection, is matched to the surrounding conditions of the obstacle determination device. An object of the present invention is to provide an obstacle determination device that performs appropriate determination processing.
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、計測対象物までの距離をそれぞれ計測する２つの測距装置と、該２つの測距装置が計測した距離の計測結果に基づいて、前記測距装置の計測範囲内の障害物の有無を判定する障害物判定部とを有する障害物判定装置であって、前記障害物判定部は、前記測距装置から所定の距離離れた位置に、前記測距装置からの距離を示す閾値を設定し、前記２つの測距装置のうち少なくとも１つの測距装置で、前記閾値以下の距離範囲に障害物が検出された場合、および前記２つの測距装置の両方で前記閾値を超えた距離範囲に障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が有るものと判定し、前記閾値以下の距離範囲に障害物が検出されない場合、および前記２つの測距装置のいずれか１つの測距装置で、前記閾値を超えた距離範囲に障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が無いものと判定することを特徴としたものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the first technical means of the present invention is based on two distance measuring devices each measuring the distance to a measurement object, and a distance measurement result measured by the two distance measuring devices. And an obstacle determination unit that determines the presence or absence of an obstacle within the measurement range of the distance measuring device, wherein the obstacle determination unit is separated from the distance measurement device by a predetermined distance. A threshold indicating a distance from the distance measuring device is set at a position, and at least one distance measuring device of the two distance measuring devices detects an obstacle in a distance range equal to or less than the threshold; and In any case where an obstacle is detected in a distance range exceeding the threshold value by both of the two distance measuring devices, it is determined that the obstacle is present, and the obstacle is in a distance range equal to or less than the threshold value. If not detected and any of the two distance measuring devices Or one of the distance measuring apparatus, in the case of any of the case where the obstacle is detected in the distance range that exceeds the threshold value, is obtained by the determining means determines that one the obstacle is not.
第２の技術手段は、計測対象物までの距離をそれぞれ計測する３つの測距装置と、該３つの測距装置が計測した距離の計測結果に基づいて、前記測距装置の計測範囲内の障害物の有無を判定する障害物判定部とを有する障害物判定装置であって、前記障害物判定部は、前記測距装置から所定の距離離れた位置に、前記測距装置からの距離を示す第１閾値を設定するとともに、前記第１閾値よりもさらに前記測距装置からさらに離れた位置に、前記測距装置からの距離を示す第２閾値を設定し、前記３つの測距装置のうち少なくとも１つの測距装置で、前記第１閾値以下の距離範囲に障害物が検出された場合、前記３つの測距装置のうち少なくとも２つで、前記第１閾値を超えた距離範囲で前記第２閾値以下の距離範囲に障害物が検出された場合、および前記３つの測距装置の全ての測距装置で、前記第２閾値を超えた距離範囲に障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が有るものと判定し、前記第１閾値以下の距離範囲に障害物が検出されない場合、前記第１閾値を超えた距離範囲で前記第２閾値以下の距離範囲に障害物が検出されない場合、前記第１閾値を超えた距離範囲で前記第２閾値以下の距離範囲に１つの前記測距装置で障害物が検出された場合、前記第２閾値を超えた距離範囲に障害物が検出されない場合、前記第２閾値を超えた距離範囲に２つ以下の前記測距装置で障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が無いものと判定することを特徴としたものである。 The second technical means includes three distance measuring devices that respectively measure the distance to the measurement object, and a distance measurement result measured by the three distance measuring devices within a measurement range of the distance measuring device. An obstacle determination device having an obstacle determination unit for determining presence or absence of an obstacle, wherein the obstacle determination unit sets a distance from the distance measuring device at a position away from the distance measuring device by a predetermined distance. And a second threshold value indicating a distance from the distance measuring device at a position further away from the distance measuring device than the first threshold value. If at least one distance measuring device detects an obstacle in the distance range equal to or less than the first threshold value, at least two of the three distance measuring devices can detect the obstacle within the distance range exceeding the first threshold value. When an obstacle is detected in the distance range below the second threshold And in all the distance measuring devices of the three distance measuring devices, if any obstacle is detected in the distance range exceeding the second threshold, it is determined that the obstacle is present, If no obstacle is detected in the distance range below the first threshold, if no obstacle is detected in the distance range below the second threshold in the distance range exceeding the first threshold, the distance exceeding the first threshold When an obstacle is detected by one of the distance measuring devices within a distance range that is less than or equal to the second threshold in the range, if the obstacle is not detected in a distance range that exceeds the second threshold, the second threshold is exceeded In any case where an obstacle is detected by two or less distance measuring devices within a distance range, it is determined that the obstacle is absent.
第３の技術手段は、計測対象物までの距離をそれぞれ計測するｎ個（ｎは４以上の自然数）の測距装置と、該ｎ個の測距装置が計測した距離の計測結果に基づいて、前記測距装置の計測範囲内の障害物の有無を判定する障害物判定部とを有する障害物判定装置であって、前記測距装置からの距離がそれぞれ異なるｎ−１個の閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ（ｎ−１）を設定し、ｎ−１個の閾値により、ｎ個に区分された距離範囲を、前記測距装置に最も近い距離範囲から数えて、（ｎ−ｍ（ｍ＝ｎ−１以下で０以上の整数））番目の距離範囲とするとき、ｎ−ｍ番目の距離範囲で、少なくともｎ−ｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定し、ｎ−ｍ番目の距離範囲で、ｎ−ｍより少ない測距装置で障害物が検出された場合、およびｎ−ｍ番目の距離範囲で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定することを特徴としたものである。 The third technical means is based on n distance measuring devices (n is a natural number of 4 or more) for measuring the distance to the measurement object, and the distance measurement results measured by the n distance measuring devices. An obstacle determination device having an obstacle determination unit for determining the presence or absence of an obstacle within the measurement range of the distance measuring device, wherein n−1 threshold values Th1 to Th1 with different distances from the distance measuring device are respectively provided. Th (n−1) is set, and n distance ranges divided by n−1 thresholds are counted from the distance range closest to the distance measuring device, and (n−m (m = n− 1 or less and an integer greater than or equal to 0)) When the distance range is the nm distance range, there are obstacles when at least nm distance measuring devices are detected. If an obstacle is detected with a distance measuring device having a distance less than nm in the nm range, In and n-m-th distance range, in each case either in the case where no obstacle is detected in the distance measuring device, it is obtained by and judging that there is no obstacle.
第４の技術手段は、第１〜３のいずれか１の技術手段において、前記閾値を設定する距離は、前記測距装置の計測光を走査するときの光路上の距離に基づいて定められること、を特徴としたものである。 According to a fourth technical means, in any one of the first to third technical means, the distance for setting the threshold value is determined based on a distance on an optical path when the measurement light of the distance measuring device is scanned. It is characterized by.
第５の技術手段は、第１〜３のいずれか１の技術手段において、前記閾値を設定する所定距離は、前記測距装置から該測距装置の計測範囲の中心軸に垂直な仮想平面までの距離に基づいて定められること、を特徴としたものである。 According to a fifth technical means, in any one of the first to third technical means, the predetermined distance for setting the threshold is from the distance measuring device to a virtual plane perpendicular to a central axis of a measurement range of the distance measuring device. It is characterized in that it is determined based on the distance.
第６の技術手段は、計測対象物までの距離をそれぞれ計測する２つの測距装置と、該複数の測距装置が計測した距離の計測結果に基づいて、前記測距装置の計測範囲内の障害物の有無を判定する障害物判定部とを有する障害物判定装置であって、前記障害物判定部は、前記測距装置の計測範囲の中心軸に平行に、もしくは前記測距装置の計測光の光路に沿って、前記中心軸を対象軸として線対称となる２つの境界を設定し、前記２つの測距装置のうち少なくとも１つの測距装置で、前記２つの境界に挟まれた分割領域で障害物が検出された場合、および前記２つの測距装置の両方で、前記２つの境界で挟まれた分割領域の外側の分割領域で障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が有るものと判定し、前記２つの境界に挟まれた分割領域で障害物が検出されない場合、前記２つの測距装置のいずれか１つの測距装置で、前記２つの境界で挟まれた分割領域の外側の分割領域で障害物が検出された場合、および前記２つの境界で挟まれた分割領域の外側の分割領域で障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、前記障害物が無いものと判定することを特徴としたものである。 The sixth technical means includes two distance measuring devices each measuring the distance to the measurement object, and a measurement result of the distances measured by the plurality of distance measuring devices within the measurement range of the distance measuring device. An obstacle determination device having an obstacle determination unit for determining the presence or absence of an obstacle, wherein the obstacle determination unit is parallel to a central axis of a measurement range of the distance measuring device or measured by the distance measuring device. Two boundaries that are line-symmetrical with respect to the central axis as the target axis are set along the optical path of light, and at least one of the two distance measuring devices is divided between the two boundaries. When an obstacle is detected in an area, or when an obstacle is detected in a divided area outside the divided area sandwiched between the two boundaries in both of the two distance measuring devices. , Determine that the obstacle is present, and sandwich it between the two boundaries If no obstacle is detected in the divided area, if any one of the two distance measuring devices detects an obstacle in the divided area outside the divided area sandwiched between the two boundaries. And when no obstacle is detected in a divided area outside the divided area sandwiched between the two boundaries, it is determined that the obstacle is absent.
第７の技術手段は、計測対象物までの距離をそれぞれ計測するｎ個（ｎは３以上の自然数）の測距装置と、該ｎ個の測距装置が計測した距離の計測結果に基づいて、前記測距装置の計測範囲内の障害物の有無を判定する障害物判定部とを有する障害物判定装置であって、前記障害物判定部は、前記測距装置の計測範囲の中心軸に平行に、もしくは前記測距装置の計測光の頃に沿って、前記中心軸を対象軸として線対称となる２（ｎ−１）個の境界を設定し、該２（ｎ−１）個の境界により、２ｎ−１個に区分された分割領域を、中心軸Ｚを含む分割領域から数えて外側に向かってｍ番目（ｍは自然数）の分割領域とするとき、ｍ番目の分割領域で、少なくともｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定し、ｍ番目の分割領域で、ｍ個より少ない測距装置で障害物が検出された場合、およびｍ番目の分割領域で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定することを特徴としたものである。 The seventh technical means is based on n distance measuring devices (n is a natural number of 3 or more) for measuring the distance to the measurement object, and the distance measurement result measured by the n distance measuring devices. An obstacle determination device having an obstacle determination unit for determining the presence or absence of an obstacle within the measurement range of the distance measuring device, wherein the obstacle determination unit is arranged on a central axis of the measurement range of the distance measurement device. In parallel or along the time of the measurement light of the distance measuring device, 2 (n-1) boundaries are set that are line-symmetric with respect to the central axis as the target axis, and the 2 (n-1) boundaries are set. When the divided region divided into 2n-1 by the boundary is the mth (m is a natural number) divided region counting from the divided region including the central axis Z, the mth divided region, If an obstacle is detected by at least m ranging devices, it is determined that there is an obstacle, and the mth If an obstacle is detected in less than m ranging devices in the divided area, and if no obstacle is detected in any ranging device in the mth divided area, the obstacle is detected. It is characterized by determining that there is no such thing.
第８の技術手段は、第１〜７のいずれか１の技術手段において、該障害物判定装置の本体部を支持して走行させる駆動部と、該駆動部の動作を制御する駆動制御部とを有し、該駆動制御部は、前記障害物判定部による判定結果に基づいて、障害物が有ると判定された場合に、前記駆動部の駆動を停止もしくは減速させることを特徴としたものである。 An eighth technical means includes a driving unit that supports and travels the main body of the obstacle determination device according to any one of the first to seventh technical means, and a drive control unit that controls the operation of the driving unit. The drive control unit is characterized by stopping or decelerating the drive of the drive unit when it is determined that there is an obstacle based on the determination result by the obstacle determination unit. is there.
本発明によれば、周囲に存在する障害物の検出精度の向上と誤検出の可能性とを考慮して、障害物判定装置の周囲の条件に合わせて適切な判定処理を行うようにした障害物判定装置を提供することができる。
自律走行装置として構成した障害物判定装置は、障害物の適切な判定処理により安全性の確保と安定走行性を両立させながら自律的に走行することができる。According to the present invention, an obstacle in which an appropriate determination process is performed in accordance with the surrounding conditions of the obstacle determination device in consideration of the improvement in detection accuracy of obstacles existing around and the possibility of erroneous detection. An object determination device can be provided.
The obstacle determination device configured as an autonomous traveling device can travel autonomously while ensuring both safety and stable traveling by appropriate obstacle determination processing.
（実施形態１）
図１は、本発明による障害物判定装置の構成例を示すブロック図である。本例の障害物判定装置は、検出した障害物を回避しながら自律走行する自律走行装置として構成されている。本発明に係る障害物判定装置は、計測対象物までの距離を計測する複数の測距装置が備えられ、その複数の測距装置による距離の計測結果に基づき、障害物の有無を判定する。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an obstacle determination apparatus according to the present invention. The obstacle determination device of this example is configured as an autonomous traveling device that autonomously travels while avoiding a detected obstacle. The obstacle determination device according to the present invention includes a plurality of distance measuring devices that measure distances to a measurement target, and determines the presence or absence of an obstacle based on the distance measurement results of the plurality of distance measuring devices.
本実施形態の障害物判定装置１は、本体部３と、本体部３に取り付けられる２つの光学式の測距装置２ａ，２ｂとを有している。光学式の測距装置２ａ，２ｂは、レーザ光源から出力される測定光に変調を加えて計測対象物に照射し、その計測対象物からの反射光を受光素子で検出して、計測対象物までの距離を測定する。本実施形態では、同様の構成を有する２つの測距装置２ａ，２ｂを設けた構成例を示しているが、３つ以上の測距装置を備えた構成とすることができる。 The
測距装置の測定光の変調方式としてＡＭ（Amplitude Modify）方式とＴＯＦ（Time of Flight）方式が実用化されている。ＡＭ方式は、正弦波でＡＭ変調された測定光とその反射光を光電変換して、それらの信号間の位相差を計算し、位相差から距離を演算する方式である。またＴＯＦ方式は、パルス状に変調された測定光とその反射光を光電変換し、それらの信号間の遅延時間から距離を演算する方式である。本実施形態の測距装置は、上記いずれの方式も適用することができる。 An AM (Amplitude Modify) method and a TOF (Time of Flight) method have been put to practical use as modulation methods for measurement light of a distance measuring device. The AM method is a method for photoelectrically converting AM-modulated measurement light and its reflected light with a sine wave, calculating a phase difference between these signals, and calculating a distance from the phase difference. The TOF method is a method in which the measurement light modulated in a pulse shape and its reflected light are photoelectrically converted, and the distance is calculated from the delay time between these signals. Any of the above-described methods can be applied to the distance measuring apparatus of the present embodiment.
この測距装置２ａ，２ｂは、それぞれ測定光を１次元的もしくは２次元的に走査し、計測対象物からの反射光を受光することで所定の計測範囲内における計測対象物までの距離を計測する。１次元的な走査を行う場合、測距装置２の計測範囲は、測距装置２の光学機構部を中心とした扇形の形状となる。また、２次元的に走査する場合の計測範囲は、測距装置２の光学機構部を中心とした縦横扇形の形状となる。 The
この他、光を走査することなく発光部から赤外光などの光を照射し、受光素子に２次元受光センサ（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor））を使用して、２次元受光センサの受光結果により一定の測定範囲内における対象物までの距離を計測するようにすることもできる。
また、測距装置の他の構成としては、超音波センサを用いたものであってもよい。超音波センサは、周囲に所定周波数の超音波を送波し、計測対象物からの反射波を受波して、その計測対象物までの距離を算出する。In addition, the light emitting unit emits light such as infrared light without scanning light, and a two-dimensional light receiving sensor (for example, a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor image sensor (CMOS)) is used as the light receiving element. Then, the distance to the object within a certain measurement range can be measured based on the light reception result of the two-dimensional light receiving sensor.
As another configuration of the distance measuring device, an ultrasonic sensor may be used. The ultrasonic sensor transmits an ultrasonic wave having a predetermined frequency around it, receives a reflected wave from the measurement object, and calculates a distance to the measurement object.
図１の例の測距装置２ａ，２ｂは、測定光を出力する発光部２２ａ，２２ｂと、発光部２２ａ，２２ｂから発光された測定光の反射光を受光する受光部２４ａ，２４ｂと、発光された測定光の光路を駆動走査し、反射光を受光素子に導くためのミラー等の光路調整手段を備えた光学機構部２３ａ，２３ｂと、発光部２２ａ，２２ｂの発光駆動および光学機構部２３ａ，２３ｂの光路調整手段の駆動制御を行う駆動制御部２１ａ，２１ｂと、受光部２４ａ，２４ｂで光電変換された出力信号および駆動制御部２１ａ，２１ｂからの光路駆動情報に基づいて、計測対象物までの距離を算出し、距離情報の計測結果として出力する距離算出部２５ａ，２５ｂとを有する。 The
２つの測距装置２ａ，２ｂの距離算出部２５ａ，２５ｂから出力された距離の計測結果は、本体部３の障害物判定部３１に入力される。障害物判定部３１は、２つの測距装置２ａ，２ｂの計測範囲内に障害物が有ることを判定する。例えば障害物判定部３１は、距離算出部２５ａ，２５ｂから出力された距離の計測結果に基づいて、計測範囲内にある一定の大きさを持った物体が存在している場合には、その物体を障害物として検出する。そして２つの測距装置２ａ，２ｂにおける障害物の検出結果と、その検出位置に基づいて、障害物の有無を判定する。障害物判定部３１の判定処理は、本発明に係る実施形態を特徴付けるものであり、その具体的処理は後述する。 The distance measurement results output from the
本体部３には、障害物判定装置１を走行させる駆動部３４が備えられる。駆動部３４は、例えば複数の車輪とその車輪を回転駆動するためのモータ等により構成される。駆動制御部３３は、本体動作制御部３２の制御に従って駆動部３４の駆動を制御する。本体動作制御部３２は、本体部３の動作を制御する。 The
本体動作制御部３２によって制御される駆動制御部３３は、本体動作制御部３２の制御に従って駆動部３４を駆動する。例えば４輪の車輪の回動を制御して本体部３を走行させ、さらに本体部３を停止させ、もしくは減速させる制御や、４輪の車輪の回動方向および回動速度を変えて本体部３の向きを変える制御を行う。 The
障害物判定部３１は、光学式の測距装置２から出力された距離の計測結果を入力し、障害物判定装置１が回避すべき障害物の有無を判定し、その位置情報（距離、角度）を本体動作制御部３２に出力する。
本体動作制御部３２は、障害物判定部３１から出力された障害物の位置情報を入力し、障害物を回避する動作を行わせるように駆動制御部３３を制御する。ここでは例えば、走行している障害物判定装置１を停止させたり、障害物の手前で減速させるような制御を行う。また、障害物を回避させるような動作を行ってもよい。The
The main body
図２は、障害物判定装置の外観構成例を示す図で、障害物判定装置１の斜視概略図である。本例の障害物判定装置１は、障害物を回避しながら自律走行する自律走行装置として構成されている。
図２に示す例では、障害物判定装置１は、本体部３と、本体部３の上部に搭載された２つの測距装置２ａ，２ｂとから構成される。上述したように、本発明に係る実施形態では、２つ以上の複数の測距装置を備えることができるが、図２に示す例は２つの測距装置２ａ，２ｂを備えた構成とされている。
本体部３の駆動部として、４輪の車輪４が取り付けられ、自動走行を可能とする。各車輪４は、正逆に回動可能であり、回動方向、回動速度、および各車輪の向きの少なくとも一つが制御され、障害物判定装置１の計測範囲の向きを変化させながら、走行することができる。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an external configuration of the obstacle determination device, and is a schematic perspective view of the
In the example illustrated in FIG. 2, the
Four
本実施形態では、測距装置２ａ，２ｂの計測範囲が重なり合う領域で、測距装置からの距離を示す閾値を設定し、距離算出部２５ａ，２５ｂで計測された測距装置から障害物までの距離が閾値を超えた距離範囲にあるか、閾値以下の距離範囲であるかに応じて、障害物の有無を判定する処理を異ならせる。
この理論について以下に説明する。図３（Ａ）は、測距装置の誤検出率と見落率の一例を示す図である。ここでは２つの測距装置２ａ，２ｂとして、図示するようにＡ，Ｂの測距装置が有るものとし、各測距装置の誤検出率および見落率の一例を示している。誤検出率とは、実際に障害物が無いにも関わらず外来ノイズ等の要因により、障害物が有ると判定されてしまう確率である。また見落率とは、実際に障害物が存在するにも関わらず、障害物は無いものと判定されてしまう確率である。
この例では、測距装置Ａの誤検出率は５％、見落率は１％であり、測距装置Ｂの誤検出率は３％、見落率は３％である。In the present embodiment, a threshold indicating the distance from the distance measuring device is set in an area where the measurement ranges of the
This theory will be described below. FIG. 3A is a diagram illustrating an example of the false detection rate and the oversight rate of the distance measuring device. Here, as the two
In this example, the error detection rate of the distance measuring device A is 5% and the oversight rate is 1%, the error detection rate of the distance measuring device B is 3%, and the oversight rate is 3%.
図３（Ｂ）は、２つの測距装置Ａ，Ｂを両方使用したときの誤検出率および見落率を示している。測距装置ＡかつＢ、すなわち測距装置ＡとＢの両方で障害物が検出されたときにのみ、障害物が有ると判定する場合、誤検出率は、測距装置Ａの誤検出率と測距装置Ｂの誤検出率の乗算値となるため、０．１５％となる。また、見落率は、測距装置Ａの見落率と、測距装置Ｂの見落率との合算値となるため、４％となる。
一方、測距装置Ａ，Ｂのいずれかまたは両方で障害物が検出されたときに、障害物が有ると判定する場合、誤検出率は、測距装置Ａの誤検出率と測距装置Ｂの誤検出率の合算値となるため、８％となる。また、見落率は、測距装置Ａの見落率と、測距装置Ｂの見落率の乗算値となるため、０．０３％となる。FIG. 3B shows the false detection rate and the oversight rate when both of the two distance measuring devices A and B are used. When it is determined that there is an obstacle only when the obstacles are detected by the distance measuring devices A and B, that is, both the distance measuring devices A and B, the false detection rate is the false detection rate of the distance measuring device A. Since it is a multiplication value of the false detection rate of the distance measuring device B, it is 0.15%. The oversight rate is 4% because it is the sum of the oversight rate of the distance measuring device A and the oversight rate of the distance measuring device B.
On the other hand, when an obstacle is detected by one or both of the distance measuring devices A and B, when it is determined that there is an obstacle, the false detection rate is the error detection rate of the distance measuring device A and the distance measuring device B. This is 8% because it is the sum of the false detection rates. The oversight rate is 0.03% because it is a product of the oversight rate of the distance measuring device A and the oversight rate of the distance measuring device B.
つまり、２つの測距装置を用いて両方の測距装置で障害物が検出されたときにのみ障害物が有ると判定することで、その誤検出率を低くすることができるが、一方では、見落率が高くなってしまう。 In other words, by using two distance measuring devices to determine that there is an obstacle only when an obstacle is detected by both distance measuring devices, the false detection rate can be reduced, The oversight rate will increase.
本実施形態では、この理論を利用して、２つの測距装置の計測距離に、測距装置からの距離を示す閾値を設定し、この閾値を超えた距離範囲で障害物が検出された場合には、ある程度見落率が高くても、誤検出率を低下させて、走行の継続安定性を重視する目的で、測距装置ＡかつＢで障害物が検出されたときにのみ、障害物が有ると判定させる。
一方、閾値以下の距離範囲で障害物が検出された場合には、ある程度誤検出率が高くても、見落率を向上させることで、安全性を重視して走行させる目的で、測距装置ＡまたはＢの少なくともいずれかで障害物が検出されたときに、障害物が有ると判定させる。In this embodiment, using this theory, a threshold value indicating the distance from the distance measuring device is set as the distance measured by the two distance measuring devices, and an obstacle is detected in the distance range exceeding this threshold value. Even if the oversight rate is high to some extent, an obstacle is detected only when an obstacle is detected by the distance measuring devices A and B for the purpose of reducing the false detection rate and placing importance on continuous running stability. It is determined that there is.
On the other hand, if an obstacle is detected in a distance range that is less than or equal to the threshold, even if the false detection rate is high to some extent, the distance measuring device is intended to run with an emphasis on safety by improving the oversight rate. When an obstacle is detected in at least one of A and B, it is determined that there is an obstacle.
図４は、２つの測距装置を用いたときの障害物の計測範囲を説明するための図である。本実施形態では、２つの測距装置２ａ，２ｂのそれぞれの計測範囲が重複した領域について、２つの測距装置２ａ，２ｂの検出結果に基づいて、障害物の有無を判定する。
２つの測距装置２ａ，２ｂの計測範囲（計測光の走査範囲）５ａ，５ｂは同方向を向くように設定される。計測範囲５は、２つの測距装置２ａ，２ｂの計測範囲５ａ，５ｂが互いに重なっている領域を示し、この領域で、２つの測距装置２ａ，２ｂによる距離算出結果に基づく障害物の判定処理を行う。なお、実際には２つの測距装置２ａ，２ｂは隣接配置されているため、その発光部の位置は互い若干にずれている。FIG. 4 is a diagram for explaining an obstacle measurement range when two distance measuring devices are used. In the present embodiment, the presence or absence of an obstacle is determined based on the detection results of the two
Measurement ranges (measurement light scanning ranges) 5a and 5b of the two
図５は、計測範囲５に閾値を設定した様子を説明するための図で、本実施形態の障害物判定装置に搭載された２つの測距装置２ａ，２ｂの計測範囲５を示している。
障害物判定装置１の障害物判定部３１は、測距装置２ａ，２ｂから所定の距離離れた位置に障害物判定用の閾値Ｔｈ１を設定する。閾値Ｔｈ１は、測距装置２ａ，２ｂからの距離を示すもので、各測距装置２ａ，２ｂについて、計測光の出射部からの距離が所定長である位置に仮想的に設定される。本実施形態では、閾値を設定する距離は、測距装置２ａ，２ｂの計測光を走査するときの光路上の距離に基づいて定められる。従って、閾値Ｔｈ１は、円弧上の形状となる。FIG. 5 is a diagram for explaining how the threshold value is set in the
The
そして障害物判定部３１は、閾値Ｔｈ１以下の距離範囲では、２つの測距装置２ａ，２ｂのうちの少なくとも１つの測距装置２ａ，２ｂで障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定し、いずれの測距装置２ａ，２ｂにおいても障害物が検出されなかった場合には、障害物は無いと判定する。閾値Ｔｈ以下の距離範囲では、見落率を向上させて安全走行を行うために、測距装置２ａ，２ｂのいずれかまたは両方で障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定して、障害物判定装置１の走行停止等の処理を行う。 The
一方、閾値Ｔｈ１を超えた距離範囲では、２つの測距装置２ａ，２ｂの両方で障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定し、いずれかの測距装置２ａ，２ｂにおいて障害物が検出された場合、およびいずれの測距装置２ａ，２ｂでも障害物が検出されなかった場合のいずれかの場合には、障害物は無いと判定する。閾値Ｔｈ１を超えた距離範囲では、誤検出率を向上させて、走行の継続性を重視するために、測距装置２ａ，２ｂの両方で障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定して、障害物判定装置１の走行停止等の処理を行う。 On the other hand, in the distance range exceeding the threshold Th1, when an obstacle is detected by both of the two
上記の処理を行うことにより、周囲に存在する障害物の検出精度の向上と誤判定の可能性とを考慮して、障害物判定装置１の周囲の条件に合わせて適切な判定処理を行うようにした障害物判定装置１が得られる。また自律走行装置として構成した障害物判定装置１は、障害物の適切な判定処理により安全性の確保と安定走行性を両立させながら自律的に走行することができる。 By performing the above processing, an appropriate determination process is performed in accordance with the surrounding conditions of the
図６は、実施形態１の障害物判定装置による障害物判定処理例を説明するためのフローチャートである。図１の構成を参照しながら説明する。
障害物判定装置１の障害物判定部３１は、２つの測距装置２ａ，２ｂによる障害物の検出結果に基づき、障害物の有無の判定を行う。ここでは障害物判定部３１は、個々の測距装置２ａ，２ｂの距離算出結果に基づき、例えば一定の大きさの物体が計測範囲にある場合に、その物体を障害物として検出する。そして障害物判定部３１は、２つの測距装置２ａ，２ｂによる障害物の検出結果に基づき、障害物の有無を判定する。FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of an obstacle determination process performed by the obstacle determination apparatus according to the first embodiment. This will be described with reference to the configuration of FIG.
The
ここでまず一方の測距装置２ａにおいて、障害物を検出する（ステップＳ１）。測距装置２ａで障害物が検出された場合（ステップＳ２−Ｙｅｓ）、その障害物までの距離Ｄａを検出された距離α（すなわちＤａ＝α）とおく（ステップＳ３）。障害物が検出されない場合（ステップＳ２−Ｎｏ）は、距離Ｄａを−１にする（ステップＳ４）。ここでＤａの値は、この後のステップＳ９の判定処理との関係から負の値であればよい。
また測距装置２ａの検出に平行して、他方の測距装置２ｂにおいて、障害物を検出する（ステップＳ５）。測距装置２ｂで障害物が検出された場合（ステップＳ６−Ｙｅｓ）、その障害物までの距離Ｄｂを検出された距離β（すなわちＤｂ＝β）とおく（ステップＳ７）。障害物が検出されない場合（ステップＳ６−Ｎｏ）は、距離Ｄｂを−１にする（ステップＳ８）。ＤｂについてもステップＳ９の判定処理との関係から負の値であればよい。Here, an obstacle is first detected in one
In parallel with the detection by the
そして障害物判定部３１は、ＤａおよびＤｂのいずれかまたは両方が、０以上でＴｈ１以下である場合、すなわち０≦Ｄａ≦Ｔｈ１ ｏｒ ０≦Ｄｂ≦Ｔｈ１（ｏｒは論理和）である場合（ステップＳ９−Ｙｅｓ）、本体動作制御部３２にその情報を出力し、本体動作制御部３２の制御に基づき、駆動制御部３３により駆動部３４の車輪の回動を停止させる（ステップＳ１０）。これにより自律走行装置として構成した障害物判定装置１の走行が停止され、障害物が回避される。 Then, the
障害物判定部３１に対する所定の操作もしくは外部からの制御により、走行の停止が解除されると（ステップＳ１１）、障害物判定処理が終了されていなければ（ステップＳ１２−Ｎｏ）、測距装置２ａ，２ｂによる障害物判定処理を継続し、障害物判定処理が終了されていれば（ステップＳ１２−Ｙｅｓ）、本障害物判定処理を終了する。 If the stop of traveling is canceled by a predetermined operation on the
一方、障害物判定部３１は、０≦Ｄａ≦Ｔｈ１ ｏｒ ０≦Ｄｂ≦Ｔｈ１ではない場合（ステップＳ９−Ｎｏ）、さらにＤａ＞Ｔｈ１でかつＤｂ＞Ｔｈ１であるか、すなわちＤａ＞Ｔｈ１ ａｎｄ Ｄｂ＞Ｔｈ１（ａｎｄは論理積）であるかを判定する（ステップＳ１３）。ここでＤａ＞Ｔｈ１でかつＤｂ＞Ｔｈ１であれば、本体動作制御部３２にその情報を出力し、本体動作制御部３２の制御に基づき、駆動制御部３３により駆動部３４の車輪の回動を停止させる（ステップＳ１４）。これにより自律走行装置として構成した障害物判定装置１の走行が停止され、障害物が回避される。
障害物判定部３１に対する所定の操作もしくは外部からの制御により、走行の停止が解除されると（ステップＳ１５）、障害物判定処理が終了されていなければ（ステップＳ１２−Ｎｏ）、測距装置２ａ，２ｂによる障害物判定処理を継続し、障害物判定処理が終了されていれば（ステップＳ１２−Ｙｅｓ）、本障害物判定処理を終了する。On the other hand, when 0 ≦ Da ≦ Th1 or 0 ≦ Db ≦ Th1 is not satisfied (Step S9-No), the
When the stop of traveling is canceled by a predetermined operation on the
またステップＳ１３で、Ｄａ＞Ｔｈ１でかつＤｂ＞Ｔｈ１ではない場合、障害物は無いものと判定して、ステップＳ１及びステップＳ５に戻って各測距装置２ａ，２ｂによる障害物判定処理を続行する。 If Da> Th1 and Db> Th1 are not satisfied in step S13, it is determined that there is no obstacle, and the process returns to step S1 and step S5 to continue the obstacle determination processing by the
（実施形態２）
上記実施形態１では、２つの測距装置を使用し、各測距装置の距離計測範囲に、測距装置からの距離を示す一つの閾値を設定し、その閾値以下の距離範囲と、閾値を超えた距離範囲とで障害物の判定処理を変更するようにした。
これに対して実施形態２では、測距装置を３つ設け、測距装置の距離計測範囲に、測距装置からの距離を示す２つの閾値を設定し、３つの距離領域における障害物の検出結果に基づいて、障害物の有無を判定する。装置構成は、図１の構成において、さらに第３番目の測距装置（測距装置２ｃとする）を設け、その測距装置２ｃの距離算出部からの距離算出結果を障害物判定部３１に出力する。(Embodiment 2)
In the first embodiment, two distance measuring devices are used, and one threshold value indicating the distance from the distance measuring device is set in the distance measuring range of each distance measuring device. Changed the obstacle judgment process for exceeding the distance range.
On the other hand, in the second embodiment, three distance measuring devices are provided, two threshold values indicating the distance from the distance measuring device are set in the distance measuring range of the distance measuring device, and obstacles are detected in the three distance regions. Based on the result, the presence or absence of an obstacle is determined. 1 is further provided with a third distance measuring device (referred to as a
図７は、上記閾値を設定した様子を説明するための図で、本実施形態の障害物判定装置に搭載された３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの計測範囲５を示している。３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの計測範囲（計測光の走査範囲）は同方向を向くように設定され、計測範囲５は、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの全ての計測範囲が互いに重なっている領域を示し、この領域で、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃによる距離算出結果に基づく障害物の判定処理を行う。 FIG. 7 is a diagram for explaining how the threshold value is set, and shows measurement ranges 5 of the three
障害物判定装置１の障害物判定部３１は、測距装置２ａ，２ｂ，２ｃから所定の距離離れた位置に障害物判定用の第１閾値Ｔｈ１を設定する。第１閾値Ｔｈ１は、測距装置２ａ，２ｂからの距離を示すもので、各測距装置２ａ，２ｂ，２ｃについて、計測光の出射部からの距離が所定長である位置に仮想的に設定される。また、第１閾値Ｔｈ１よりもさらに測距装置２ａ，２ｂ，２ｃから離れた位置に、測距装置２ａ，２ｂからの距離を示す第２閾値Ｔｈ２を設定する。 The
そして障害物判定部３１は、第１閾値Ｔｈ１以下の距離範囲では、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃのうち少なくとも１つの測距装置で、障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定し、いずれの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃにおいても障害物が検出されなかった場合には、障害物は無いと判定する。第１閾値Ｔｈ以下の最も距離が近い領域では、見落率を向上させて安全走行を行うために、測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの少なくともいずれか１つで障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定して、障害物判定装置１の走行停止等の処理を行う。 Then, the
次に第１閾値Ｔｈ１を超えた距離範囲で、かつ第２閾値Ｔｈ２以下の距離範囲では、障害物判定部３１は、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃのうち少なくとも２つで障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定し、障害物が検出されない場合、および障害物を検出した測距装置が１つである場合のいずれかの場合には、障害物が無いものと判定する。第１閾値Ｔｈ１を超えた距離範囲で第２閾値Ｔｈ２以下の距離範囲では、第１閾値Ｔｈ１以下の距離範囲よりも障害物に対する緊急度が低いため、第１閾値Ｔｈ１以下の距離範囲よりも誤判定率を優先的に改善して走行安定性を図る。 Next, in the distance range exceeding the first threshold Th1 and the distance range equal to or less than the second threshold Th2, the
次に第２閾値Ｔｈ２を超えた距離範囲では、障害物判定部３１は、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの全てにおいて障害物が検出された場合にのみ障害物が有ると判定し、全ての測距装置２ａ，２ｂ，２ｃで障害物が検出されない場合には、障害物は無いものと判定する。第２閾値Ｔｈ２を超えて測距装置２ａ，２ｂから最も遠い距離範囲では、誤検出率を最も低下させて、走行の継続性を重視する。
上記のように、測距装置を３つ用い、第１閾値と第２閾値とを設定して障害物判定を行うことで、距離範囲をさらに段階的に区分し、その距離範囲に応じて誤判定率と見落率を適切に制御することができる。これにより、周囲に存在する障害物の検出精度の向上と誤判定の可能性とを考慮して、障害物判定装置１の周囲の条件に合わせて適切な判定処理を行うようにした障害物判定装置１が得られる。また自律走行装置として構成した障害物判定装置１は、障害物の適切な判定処理により安全性の確保と安定走行性を両立させながら自律的に走行することができる。Next, in the distance range exceeding the second threshold Th2, the
As described above, by using three distance measuring devices and setting the first threshold value and the second threshold value and performing the obstacle determination, the distance range is further classified step by step, and misjudgment is made according to the distance range. The fixed rate and oversight rate can be controlled appropriately. Thereby, in consideration of the improvement of the detection accuracy of obstacles present in the surroundings and the possibility of erroneous determination, the obstacle determination in which appropriate determination processing is performed in accordance with the surrounding conditions of the
（実施形態３）
図８は、実施形態３の障害物判定装置による障害物判定処理例を説明するためのフローチャートである。本実施形態の障害物判定装置は、実施形態１と同様の動作を行うものであるが、実施形態１では、障害物が有ると判定したとときに、自律走行装置として構成された障害物判定装置の走行を停止したが、本実施形態では走行速度を減速させる。
図８において、ステップＳ２１〜ステップＳ２８は、実施形態１と同様の処理となる。すなわち、一方の測距装置２ａにおいて、障害物を検出し（ステップＳ２１）、測距装置２ａで障害物が検出された場合（ステップＳ２２−Ｙｅｓ）、その障害物までの距離Ｄを検出された距離α（すなわちＤａ＝α）とおく（ステップＳ２３）。障害物が検出されない場合（ステップＳ２２−Ｎｏ）は、距離Ｄａを−１にする（ステップＳ２４）。
また測距装置２ａの検出に平行して、他方の測距装置２ｂにおいて、障害物を検出し（ステップＳ２５）、測距装置２ｂで障害物が検出された場合（ステップＳ２６−Ｙｅｓ）、その障害物までの距離Ｄｂを検出された距離β（すなわちＤｂ＝β）とおく（ステップＳ２７）。障害物が検出されない場合（ステップＳ２６−Ｎｏ）は、障害物までの距離Ｄｂを−１にする（ステップＳ２８）。(Embodiment 3)
FIG. 8 is a flowchart for explaining an example of an obstacle determination process performed by the obstacle determination apparatus according to the third embodiment. The obstacle determination apparatus according to the present embodiment performs the same operation as that of the first embodiment. However, in the first embodiment, when it is determined that there is an obstacle, the obstacle determination is configured as an autonomous traveling apparatus. Although the traveling of the apparatus is stopped, the traveling speed is reduced in this embodiment.
In FIG. 8, steps S21 to S28 are the same as those in the first embodiment. That is, in one
In parallel with the detection of the
そして障害物判定部３１は、ＤａおよびＤｂのいずれかまたは両方が、Ｔｈ１以下である場合、すなわち０≦Ｄａ≦Ｔｈ１ ｏｒ ０≦Ｄｂ≦Ｔｈ１（ｏｒは論理和）である場合（ステップＳ２９−Ｙｅｓ）、本体動作制御部３２にその情報を出力し、本体動作制御部３２の制御に基づき、駆動制御部３３により駆動部３４の車輪の回動を制御して、走行速度を減速させる（ステップＳ３０）。そして障害物判定処理が終了されていれば（ステップＳ３１−Ｙｅｓ）、本障害物判定処理を終了し、障害物判定処理が終了されていなければ（ステップＳ３１−Ｎｏ）、測距装置２ａ，２ｂによる障害物判定処理を継続する。このときに、障害物判定部３１に対する所定の操作もしくは外部からの制御により、減速を解除して走行を継続してもよい。 The
一方、障害物判定部３１は、０≦Ｄａ≦Ｔｈ１ ｏｒ ０≦Ｄｂ≦Ｔｈ１ではない場合（ステップＳ２９−Ｎｏ）、さらにＤａ＞Ｔｈ１でかつＤｂ＞Ｔｈ１であるか、すなわちＤａ＞Ｔｈ１ ａｎｄ Ｄｂ＞Ｔｈ１（ａｎｄは論理積）であるかを判定する（ステップＳ３３）。
ここでＤａ＞Ｔｈ１でかつＤｂ＞Ｔｈ１であれば、本体動作制御部３２にその情報を出力し、本体動作制御部３２の制御に基づき、駆動制御部３３により駆動部３４の車輪の回動を制御して、走行速度を減速させる（ステップＳ３３）。
そして障害物判定処理が終了されていれば（ステップＳ３１−Ｙｅｓ）、本障害物判定処理を終了し、障害物判定処理が終了されていなければ（ステップＳ３１−Ｎｏ）、測距装置２ａ，２ｂによる障害物判定処理を継続する。このときに、障害物判定部３１に対する所定の操作もしくは外部からの制御により、減速を解除して走行を継続してもよい。On the other hand, when 0 ≦ Da ≦ Th1 or 0 ≦ Db ≦ Th1 is not satisfied (step S29-No), the
If Da> Th1 and Db> Th1, the information is output to the main body
If the obstacle determination process has been completed (step S31-Yes), the obstacle determination process is terminated. If the obstacle determination process has not been completed (step S31-No), the
またステップＳ３２で、Ｄａ＞Ｔｈ１でかつＤｂ＞Ｔｈ１ではない場合、障害物は無いものと判定して、ステップＳ２１及びステップＳ２５に戻って各測距装置２ａ，２ｂによる障害物判定処理を続行する。 If Da> Th1 and Db> Th1 are not satisfied in step S32, it is determined that there is no obstacle, and the process returns to step S21 and step S25 to continue the obstacle determination processing by the
（実施形態４）
図９は、測距装置からの距離に閾値を設定するときの他の処理例を説明するための図である。上記実施形態１〜２では、閾値を設定する距離は、測距装置２の計測光を走査するときの光路上の距離に基づいて設定している。すなわち測距装置から一定距離の閾値は、円弧を描く形状となっている。これに対して、本実施形態では、測距装置からの距離を、測距装置２の計測範囲の中心軸に垂直な仮想平面までの距離とする。(Embodiment 4)
FIG. 9 is a diagram for explaining another example of processing when a threshold is set for the distance from the distance measuring device. In the said Embodiments 1-2, the distance which sets a threshold value is set based on the distance on the optical path when scanning the measurement light of the
図９（Ａ）は、２つの測距装置を使用したときの閾値を設定した様子を示している。ここで障害物判定装置１の障害物判定部３１は、測距装置２ａ，２ｂから所定の距離離れた位置に、測距装置からの距離を示す障害物判定用の閾値Ｔｈ１を設定する。閾値Ｔｈ１は、各測距装置２ａ，２ｂについて、計測光の出射部からの距離が所定長である位置に仮想的に設定される。このとき、測距装置２からの距離を、測距装置２の計測範囲の中心軸Ｚに垂直な仮想平面までの距離とする。中心軸Ｚは、測距装置２の扇形の計測範囲の中心を通る軸とされる。 FIG. 9A shows a state in which threshold values are set when two distance measuring devices are used. Here, the
この場合、障害物判定部３１は、各測距装置２ａ，２ｂの距離算出部２５ａ，２５ｂから出力される距離情報に基づき、障害物の距離と角度を判別し、その障害物が閾値Ｔｈ１の仮想平面に対してどのような位置にあるかを演算する。
ここで障害物判定部３１は、閾値Ｔｈ１以下の距離範囲では、２つの測距装置２ａ，２ｂのうちの少なくとも１つの測距装置２ａ，２ｂで障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定し、いずれの測距装置２ａ，２ｂにおいても障害物が検出されなかった場合には、障害物は無いと判定する。
一方、閾値Ｔｈ１を超えた距離範囲では、２つの測距装置２ａ，２ｂの両方で障害物が検出されたときにのみ、障害物が有ると判定し、いずれかの測距装置２ａ，２ｂにおいて障害物が検出された場合、およびいずれの測距装置２ａ，２ｂでも障害物が検出されなかった場合のいずれかの場合には、障害物は無いと判定する。In this case, the
Here, the
On the other hand, in the distance range exceeding the threshold Th1, it is determined that there is an obstacle only when an obstacle is detected by both of the two
図９（Ｂ）は、３つの測距装置を使用したときの２つの閾値を設定した様子を示す図である。測距装置２ａ，２ｂ，２ｃから所定の距離離れた位置に、測距装置からの距離を示す障害物判定用の第１閾値Ｔｈ１を設定する。また、第１閾値Ｔｈ１よりもさらに測距装置２ａ，２ｂ，２ｃから離れた位置に、測距装置からの距離を示す第２閾値Ｔｈ２を設定する。第１閾値Ｔｈ１、及び第２閾値Ｔｈ２は、各測距装置２ａ，２ｂ，２ｃについて、計測光の中心軸Ｚに垂直な仮想平面上に設定される。 FIG. 9B is a diagram illustrating a state in which two threshold values are set when three distance measuring devices are used. A first threshold Th1 for determining an obstacle indicating a distance from the distance measuring device is set at a position away from the
そして障害物判定部３１は、各測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの距離算出部から出力される距離情報に基づき、障害物の距離と角度を判別し、その障害物が第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２の仮想平面に対してどのような位置にあるかを演算する。
第１閾値Ｔｈ１以下の距離範囲では、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃのうち少なくとも１つの測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定し、いずれの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃにおいても障害物が検出されなかった場合には、障害物は無いと判定する。Then, the
In the distance range equal to or less than the first threshold Th1, when an obstacle is detected by at least one of the three
次に第１閾値Ｔｈ１を超えた距離範囲で、かつ第２閾値Ｔｈ２以下の距離範囲では、障害物判定部３１は、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃのうち少なくとも２つで障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定し、障害物が検出されない場合、および障害物を検出した測距装置が１つである場合のいずれかの場合には、障害物が無いものと判定する。
また、第２閾値Ｔｈ２を超えた距離範囲では、障害物判定部３１は、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの全てにおいて障害物が検出された場合にのみ障害物が有ると判定し、全ての測距装置２ａ，２ｂ，２ｃで障害物が検出されない場合には、障害物は無いものと判定するNext, in the distance range exceeding the first threshold Th1 and the distance range equal to or less than the second threshold Th2, the
Further, in the distance range exceeding the second threshold Th2, the
（実施形態５）
上記実施形態では、測距装置を２つまたは３つ使用して、障害物の判定を行うが、測距装置はさらに４つ以上備えるように構成してもよい。
この場合、障害物判定装置には、計測対象物までの距離をそれぞれ計測するｎ個（ｎは４以上の自然数）の測距装置と、ｎ個の測距装置が計測した距離の計測結果に基づいて、測距装置の計測範囲内の障害物の有無を判定する障害物判定部とが備えられる。(Embodiment 5)
In the above embodiment, the obstacle is determined using two or three distance measuring devices, but the distance measuring device may be further provided with four or more distance measuring devices.
In this case, the obstacle determination device includes n distance measurement devices (n is a natural number of 4 or more) for measuring the distance to the measurement object, and distance measurement results measured by the n distance measurement devices. An obstacle determination unit that determines whether there is an obstacle within the measurement range of the distance measuring device is provided.
そして測距装置からの距離がそれぞれ異なるｎ−１個の閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ（ｎ−１）を設定する。ここでｎ−１個の閾値によりｎ個に区分された距離範囲を、測距装置に最も近い距離範囲から数えて、（ｎ−ｍ（ｍ＝ｎ−１以下で０以上の整数））番目の距離範囲とする。
そしてｎ−ｍ番目の距離範囲で、少なくともｎ−ｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定し、ｎ−ｍ番目の距離範囲で、ｎ−ｍより少ない測距装置で障害物が検出された場合、およびｎ−ｍ番目の距離範囲で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定する。Then, n-1 threshold values Th1 to Th (n-1) having different distances from the distance measuring device are set. Here, the distance range divided into n by the threshold value of n−1 is counted from the distance range closest to the distance measuring device, and (n−m (m = n−1 or less and an integer of 0 or more)) th. The distance range.
When an obstacle is detected by at least nm distance measuring devices in the nm-th distance range, it is determined that there is an obstacle, and in the nm-th distance range, nm It is determined that there are no obstacles when an obstacle is detected by fewer distance measuring devices and when no obstacle is detected by any distance measuring device in the nm distance range. To do.
図１０は、ｎ＝４のときの閾値と距離範囲の設定例を示す図である。障害物判定部は、４つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄからそれぞれ所定距離にある第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２、および第３閾値Ｔｈ３を仮想的に設定する。閾値の数は、ｎ−１個になる。
ここでｎ−１個の閾値により、ｎ個（すなわち４つ）に区分された距離範囲を、測距装置に最も近い距離範囲から数えて、（ｎ−ｍ（ｍは０以上でｎ−１以下の整数））番目の距離範囲とする。この例では、ｍは０，１，２，３になり、ｍ＝３のときの（ｎ−ｍ）＝１番目の距離範囲Ｄ１、ｍ＝２のときの（ｎ−ｍ）＝２番目の距離範囲Ｄ２、ｍ＝１のときの（ｎ−ｍ）＝３番目の距離範囲Ｄ３、ｍ＝０のときの（ｎ−ｍ）＝４番目の距離範囲Ｄ４が区分される。FIG. 10 is a diagram illustrating a setting example of the threshold value and the distance range when n = 4. The obstacle determination unit virtually sets a first threshold Th1, a second threshold Th2, and a third threshold Th3 that are at predetermined distances from the four
Here, n (ie, four) distance ranges divided by n-1 threshold values are counted from the distance range closest to the distance measuring device, and (n−m (m is 0 or more and n−1 The following integer))) distance range. In this example, m is 0, 1, 2, 3, (n−m) = 1 when m = 3 = 1st distance range D1, (n−m) = 2 when m = 2 The distance range D2, (nm) = third distance range D3 when m = 1, and (nm) = fourth distance range D4 when m = 0 are divided.
そしてｎ−ｍ番目の距離範囲で、少なくともｎ−ｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定する。例えば１番目の距離範囲Ｄ１で少なくとも１つの測距装置で障害物が検出された場合、２番目の距離範囲Ｄ２で少なくとも２つの測距装置で障害物が検出された場合、３番目の距離範囲Ｄ３で少なくとも３つの測距装置で障害物が検出さされた場合、および４番目の距離範囲Ｄ４で少なくとも４つの測距装置で障害物が検出された場合のいずれかの場合に、障害物が有ると判定する。 Then, when an obstacle is detected by at least nm distance measuring devices in the nm-th distance range, it is determined that there is an obstacle. For example, when an obstacle is detected by at least one distance measuring device in the first distance range D1, when an obstacle is detected by at least two distance measuring devices in the second distance range D2, the third distance range If an obstacle is detected by at least three ranging devices at D3 and if an obstacle is detected by at least four ranging devices in the fourth distance range D4, the obstacle is detected. It is determined that there is.
また、ｎ−ｍ番目の距離範囲で、ｎ−ｍより少ない測距装置で障害物が検出された場合、およびｎ−ｍ番目の距離範囲で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定する。
例えば、２番目の距離範囲Ｄ２で１つの測距装置で障害物が検出された場合、３番目の距離範囲Ｄ３で２つ以下の測距装置で障害物が検出された場合、４番目の距離範囲Ｄ４で３つ以下の測距装置で障害物が検出された場合、および各距離範囲Ｄ１〜Ｄ４でいずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定する。Further, when an obstacle is detected by a distance measuring device less than nm in the (nm) distance range, and when no obstacle is detected by any distance measuring device in the (nm) distance range. In any of the cases, it is determined that there is no obstacle.
For example, when an obstacle is detected by one distance measuring device in the second distance range D2, when an obstacle is detected by two or less distance measuring devices in the third distance range D3, the fourth distance There are no obstacles when an obstacle is detected by three or less distance measuring devices in the range D4, and when any obstacle is not detected by any distance measuring device in the distance ranges D1 to D4. Judge that it is.
測距装置の数、およびそれに応じた閾値の数とその障害物の有無の判定処理は、ｎ＝５以上の場合にも、同様に適用することができる。
このように、測距装置を４つ以上用い、測距装置の数に応じた複数の閾値を設定して障害物判定を行うことで、距離範囲をさらに段階的に区分し、その距離範囲に応じて誤判定率と見落率を適切に制御することができる。これにより、周囲に存在する障害物の検出精度の向上と誤判定の可能性とを考慮して、障害物判定装置１の周囲の条件に合わせて適切な判定処理を行うようにした障害物判定装置１が得られる。また自律走行装置として構成した障害物判定装置１は、障害物の適切な判定処理により安全性の確報と安定走行性を両立させながら自律的に走行することができる。The number of distance measuring devices, the number of thresholds corresponding to the number of distance measuring devices, and the determination process of the presence or absence of the obstacles can be similarly applied even when n = 5 or more.
In this way, by using four or more distance measuring devices, setting a plurality of thresholds according to the number of distance measuring devices and performing obstacle determination, the distance range is further classified in stages, and the distance ranges are divided into the distance ranges. Accordingly, the misjudgment rate and the oversight rate can be appropriately controlled. Thereby, in consideration of the improvement of the detection accuracy of obstacles present in the surroundings and the possibility of erroneous determination, the obstacle determination in which appropriate determination processing is performed in accordance with the surrounding conditions of the
（実施形態６）
上記各実施形態では、複数の測距装置の計測範囲に測距装置からの距離を示す閾値を設定し、その閾値に対する障害物の検出位置に基づいて、障害物の有無を判定した。
これに対して本実施形態では、測距装置の計測範囲を、測距装置の計測範囲の中心軸に平行な複数の境界により仮想的に複数の領域に分割し、測距装置で検出された障害物が複数の領域のいずれにあるかによって、障害物の判定処理を異ならせる。(Embodiment 6)
In each of the above embodiments, a threshold value indicating the distance from the distance measuring device is set in the measurement ranges of the plurality of distance measuring devices, and the presence or absence of an obstacle is determined based on the detected position of the obstacle with respect to the threshold value.
On the other hand, in this embodiment, the measurement range of the distance measuring device is virtually divided into a plurality of regions by a plurality of boundaries parallel to the central axis of the measurement range of the distance measurement device, and detected by the distance measurement device. The obstacle determination process varies depending on which of the plurality of areas the obstacle is in.
図１１は、計測範囲５に境界を設定した様子を説明するための図で、本実施形態の障害物判定装置１に搭載された２つの測距装置２ａ，２ｂの計測範囲５を示している。
障害物判定装置１の障害物判定部３１は、測距装置２ａ，２ｂの計測範囲の中心軸Ｚに沿って２つの直線状の境界Ｄ１，Ｄ２を設定する。中心軸Ｚは、測距装置２の扇形の計測範囲の中心を通る軸とされる。境界Ｄ１，Ｄ２は、中心軸Ｚを対象軸として線対称となるように設定されている。これにより、計測範囲５には、３つの分割領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が設定される。境界Ｄ１，Ｄ２は、測距装置２ａ，２ｂの計測範囲が１次元であれば直線状になるが、２次元であれば平面形状になる。
分割領域Ｐ２は、測距装置２ａ，２ｂの計測範囲の中心軸Ｚを含む領域であり、その分割領域Ｐ２の両外側に、分割領域Ｐ１，Ｐ３が設定される。測距装置２ａ，２ｂの計測範囲５が、測距装置２ａ，２ｂを搭載した障害物判定装置１の正面方向となるように設定することで、分割領域Ｐ２が、障害物判定装置１の正面中央の領域となる。FIG. 11 is a diagram for explaining a state in which a boundary is set in the
The
The divided area P2 is an area including the central axis Z of the measurement range of the
そして障害物判定部３１は、２つの境界Ｄ１、Ｄ２で挟まれた分割領域Ｐ２では、２つの測距装置２ａ，２ｂのうち少なくとも１つの測距装置２ａ，２ｂで障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定し、いずれの測距装置２ａ，２ｂにおいても障害物が検出されなかった場合には、障害物は無いと判定する。
２つの境界で挟まれた分割領域Ｐ２は、障害物判定装置１の正面中央の領域であるため、見落率を向上させて安全走行を行う。このために、測距装置２ａ，２ｂのいずれかまたは両方で障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定して、障害物判定装置１の走行停止等の処理を行う。In the divided area P2 between the two boundaries D1 and D2, the
Since the divided area P2 sandwiched between the two boundaries is an area in the center of the front of the
一方、境界Ｄ１の外側の分割領域Ｐ１と、境界Ｄ２の外側の分割領域Ｐ３とでは、２つの測距装置２ａ，２ｂの両方で障害物が検出された場合にのみ、障害物が有ると判定し、いずれかの測距装置２ａ，２ｂにおいて障害物が検出された場合、およびいずれの測距装置２ａ，２ｂでも障害物が検出されなかった場合のいずれかの場合には、障害物は無いと判定する。
境界Ｄ１，Ｄ２の外側の分割領域でＰ１，Ｐ３は、障害物判定装置１の正面中央部から外れた周辺領域であるため、誤検出率を向上させて、走行の継続性を重視する。このために、測距装置２ａ，２ｂの両方で障害物が検出された場合にのみ、障害物が有ると判定して、障害物判定装置１の走行停止、減速等の処理を行う。On the other hand, in the divided area P1 outside the boundary D1 and the divided area P3 outside the boundary D2, it is determined that there is an obstacle only when an obstacle is detected by both of the two
In the divided areas outside the boundaries D1 and D2, P1 and P3 are peripheral areas that deviate from the front center portion of the
上記の処理を行うことにより、周囲に存在する障害物の検出精度の向上と誤判定の可能性とを考慮して、障害物判定装置１の周囲の条件に合わせて適切な判定処理を行うようにした障害物判定装置１が得られる。また自律走行装置として構成した障害物判定装置１は、障害物の適切な判定処理により安全性の確保と安定走行性を両立させながら自律的に走行することができる。 By performing the above processing, an appropriate determination process is performed in accordance with the surrounding conditions of the
（実施形態７）
上記実施形態６では、測距装置の計測範囲を、測距装置の計測範囲の中心軸に平行な複数の境界線により仮想的に複数の領域に分割した。これに対して本実施形態では、測距装置の計測範囲を、測距装置の計測光を走査するときの光路上に設定した複数の境界により分割する。
図１２は、計測範囲５に境界を設定した様子を説明するための他の図で、本実施形態の障害物判定装置に搭載された２つの測距装置２ａ，２ｂの計測範囲５を示している。
障害物判定装置１の障害物判定部３１は、測距装置２ａ，２ｂの計測範囲を走査する計測光の光路に沿って２つの境界Ｄ１，Ｄ２を設定する。この境界Ｄ１，Ｄ２は、計測範囲の中心軸Ｚを対象軸とし線対称となるように設定されている。上記中心軸Ｚは、測距装置２の扇形の計測範囲の中心を通る軸とされる。境界Ｄ１，Ｄ２は、測距装置２ａ，２ｂの計測範囲が１次元であれば直線状になるが、２次元であれば平面形状になる。(Embodiment 7)
In the sixth embodiment, the measurement range of the distance measuring device is virtually divided into a plurality of regions by a plurality of boundary lines parallel to the central axis of the measurement range of the distance measuring device. On the other hand, in this embodiment, the measurement range of the distance measuring device is divided by a plurality of boundaries set on the optical path when scanning the measurement light of the distance measuring device.
FIG. 12 is another diagram for explaining a state in which a boundary is set in the
The
これにより、計測範囲５には、３つの分割領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が設定される。分割領域Ｐ２は、測距装置２ａ，２ｂの計測範囲の中心軸Ｚを含む領域であり、その分割領域Ｐ１の両外側に、分割領域Ｐ１，Ｐ２が設定される。測距装置２ａ，２ｂの計測範囲５が、測距装置２ａ，２ｂを搭載した障害物判定装置１の正面方向となるように設定することで、分割領域Ｐ２が、障害物判定装置１の正面中央の領域となる。 Thereby, in the
そして障害物判定部３１は、２つの境界Ｄ１、Ｄ２で挟まれた分割領域Ｐ２では、２つの測距装置２ａ，２ｂのうち少なくとも１つの測距装置２ａ，２ｂで障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定し、いずれの測距装置２ａ，２ｂにおいても障害物が検出されなかった場合には、障害物は無いと判定する。
２つの境界Ｄ１，Ｄ２で挟まれた分割領域Ｐ２は、障害物判定装置１の正面中央の領域であるため、見落率を向上させて安全走行を行う。このために、測距装置２ａ，２ｂのいずれかまたは両方で障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定して、障害物判定装置１の走行停止等の処理を行う。In the divided area P2 between the two boundaries D1 and D2, the
Since the divided region P2 sandwiched between the two boundaries D1 and D2 is a region in the center of the front of the
一方、境界Ｄ１の外側の分割領域Ｐ１と、境界Ｄ２の外側の分割領域Ｐ３とでは、２つの測距装置２ａ，２ｂの両方で障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定し、いずれかの測距装置２ａ，２ｂにおいて障害物が検出された場合、およびいずれの測距装置２ａ，２ｂでも障害物が検出されなかった場合のいずれかの場合には、障害物は無いと判定する。
境界Ｄ１，Ｄ２の外側の分割領域でＰ１，Ｐ３は、障害物判定装置１の正面中央部から外れた周辺領域であるため、誤検出率を向上させて、走行の継続性を重視する。このために、測距装置２ａ，２ｂの両方で障害物が検出された場合に、障害物が有ると判定して、障害物判定装置１の走行停止等の処理を行う。On the other hand, in the divided area P1 outside the boundary D1 and the divided area P3 outside the boundary D2, when an obstacle is detected by both of the two
In the divided areas outside the boundaries D1 and D2, P1 and P3 are peripheral areas that deviate from the front center portion of the
上記の処理を行うことにより、周囲に存在する障害物の検出精度の向上と誤判定の可能性とを考慮して、障害物判定装置１の周囲の条件に合わせて適切な判定処理を行うようにした障害物判定装置１が得られる。また自律走行装置として構成した障害物判定装置１は、障害物の適切な判定処理により安全性の確保と安定走行性を両立させながら自律的に走行することができる。 By performing the above processing, an appropriate determination process is performed in accordance with the surrounding conditions of the
（実施形態８）
上記実施形態７では、測距装置を２つ使用して、障害物の判定を行うが、測距装置はさらに３つ以上複数備えるように構成してもよい。
この場合、障害物判定装置１には、計測対象物までの距離をそれぞれ計測するｎ個（ｎは３以上の自然数）の測距装置と、ｎ個の測距装置が計測した距離の計測結果に基づいて、測距装置の計測範囲内の障害物の有無を判定する障害物判定部とが備えられる。(Embodiment 8)
In the seventh embodiment, the obstacle is determined by using two distance measuring devices. However, the distance measuring device may be further provided with a plurality of three or more distance measuring devices.
In this case, the
そして、計測範囲に２（ｎ−１）個の境界Ｄ１〜Ｄ（２（ｎ−１））を設定する。各境界Ｄ１〜Ｄ（２（ｎ−１））は、測距装置の計測範囲の中心軸Ｚに平行に、その中心軸Ｚを対象軸として、線対称となる形状に形成される。２（ｎ−１）個の境界により、２ｎ−１個の分割領域が形成される。
ここで２ｎ−１個に区分され分割領域を、中心軸Ｚを含む分割領域から数えて、外側に向かってｍ番目（ｍは自然数）の分割領域とする。
そしてｍ番目の分割領域で、少なくともｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定し、ｍ番目の分割領域で、ｍ個より少ない測距装置で障害物が検出された場合、およびｍ番目の分割領域で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定する。Then, 2 (n-1) boundaries D1 to D (2 (n-1)) are set in the measurement range. Each of the boundaries D1 to D (2 (n-1)) is formed in a line-symmetric shape with the central axis Z as the target axis, in parallel with the central axis Z of the measurement range of the distance measuring device. 2n-1 divided regions are formed by 2 (n-1) boundaries.
Here, the divided areas divided into 2n−1 are counted as m-th divided areas (m is a natural number) from the divided areas including the central axis Z.
If an obstacle is detected by at least m ranging devices in the mth divided area, it is determined that there is an obstacle, and there are fewer obstacles than m in the mth divided region. It is determined that there is no obstacle when an object is detected or when no obstacle is detected by any distance measuring device in the mth divided area.
図１３は、ｎ＝３のときの境界の設定例を示す図である。障害物判定部３１は、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの計測範囲５に対して、境界Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を仮想的に設定する。閾値の数は、２（ｎ−１）個になる。
ここで２（ｎ−１）個の境界により、２ｎ−１個（すなわち５つ）に区分された分割領域を、測距装置の中心軸Ｚを含む分割領域Ｐ２から数えて、外側に向かってｍ番目の分割領域とする。この例では、中心軸Ｚを含む１番目の分割領域Ｐ２から数えて、外側に２番目の分割領域Ｐ１，Ｐ３，および３番目の分割領域Ｐ４，Ｐ５が区分される。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of setting a boundary when n = 3. The
Here, 2n-1 (that is, 5) divided areas divided by 2 (n-1) boundaries are counted from the divided area P2 including the central axis Z of the distance measuring device, and outward. It is assumed that the mth divided region. In this example, the second divided areas P1, P3 and the third divided areas P4, P5 are divided outside from the first divided area P2 including the central axis Z.
そしてｍ番目の分割領域で、少なくともｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定する。例えば１番目の分割領域Ｐ２で、少なくとも１つの測距装置で障害物が検出された場合、２番目の分割領域Ｐ１，Ｐ３で少なくとも２つの測距装置で障害物が検出された場合、および３番目の分割領域Ｐ４，Ｐ５で少なくとも３つの測距装置で障害物が検出された場合のいずれかの場合に、障害物が有ると判定する。 When an obstacle is detected by at least m ranging devices in the m-th divided area, it is determined that there is an obstacle. For example, when an obstacle is detected by at least one distance measuring device in the first divided region P2, when an obstacle is detected by at least two distance measuring devices in the second divided region P1, P3, and 3 In any case where an obstacle is detected by at least three distance measuring devices in the second divided areas P4 and P5, it is determined that there is an obstacle.
また、ｍ番目の分割領域で、ｍ個より少ない測距装置で障害物が検出された場合、および、ｍ番目の分割領域で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合、障害物が無いものと判定する。
例えば、２番目の分割領域Ｐ１，Ｐ３で１つの測距装置で障害物が検出された場合、３番目の分割領域Ｐ４，Ｐ５で２つ以下の測距装置で障害物が検出された場合、および各分割領域Ｐ１〜Ｐ５でいずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定する。In addition, when an obstacle is detected with less than m ranging devices in the mth divided area, and when no obstacle is detected with any ranging device in the mth divided area, In the case, it is determined that there is no obstacle.
For example, when an obstacle is detected by one distance measuring device in the second divided areas P1 and P3, when an obstacle is detected by two or less distance measuring apparatuses in the third divided areas P4 and P5, In any of the cases where no obstacle is detected by any distance measuring device in each of the divided areas P1 to P5, it is determined that there is no obstacle.
測距装置の数、およびそれに応じた閾値の数とその障害物の有無の判定処理は、ｎ＝４以上の場合にも、同様に適用することができる。
このように測距装置を３つ以上用い、測距装置の数に応じた複数の境界を設定して障害物判定を行うことで、距離範囲をさらに段階的に区分し、その分割領域に応じて誤判定率と見落率を適切に制御することができる。これにより、周囲に存在する障害物の検出精度の向上と誤判定の可能性とを考慮して、障害物判定装置１の周囲の条件に合わせて適切な判定処理を行うようにした障害物判定装置１が得られる。また自律走行装置として構成した障害物判定装置１は、障害物の適切な判定処理により安全性の確保と安定走行性を両立させながら自律的に走行することができる。The number of distance measuring devices, the number of thresholds corresponding to the number of distance measuring devices, and the determination process for the presence or absence of the obstacles can be similarly applied even when n = 4 or more.
In this way, by using three or more distance measuring devices, and setting obstacles according to the number of boundaries according to the number of distance measuring devices, the distance range is further divided in stages and according to the divided areas. Thus, the misjudgment rate and the oversight rate can be appropriately controlled. Thereby, in consideration of the improvement of the detection accuracy of obstacles present in the surroundings and the possibility of erroneous determination, the obstacle determination in which appropriate determination processing is performed in accordance with the surrounding conditions of the
（実施形態９）
実施形態８では、測距装置を３つ以上複数備える構成において、測距装置の計測範囲の中心軸に平行な複数の境界線により仮想的に複数の領域に分割しているが、測距装置の計測範囲を、測距装置の計測光を走査するときの光路上に設定した複数の境界により分割するものであってもよい。
障害物判定装置１には、計測対象物までの距離をそれぞれ計測するｎ個（ｎは３以上の自然数）の測距装置と、ｎ個の測距装置が計測した距離の計測結果に基づいて、測距装置の計測範囲内の障害物の有無を判定する障害物判定部とが備えられる。(Embodiment 9)
In
The
そして、計測範囲に２（ｎ−１）個の境界Ｄ１〜Ｄ（２（ｎ−１））を設定する。各境界Ｄ１〜Ｄ（２（ｎ−１））は、測距装置の計測光の光路に沿って、測距装置の計測範囲の中心軸Ｚを対象軸として、線対称となる形状に形成される。２（ｎ−１）個の境界により、２ｎ−１個の分割領域が形成される。
ここで２ｎ−１個に区分され分割領域を、中心軸Ｚを含む分割領域から数えて、外側に向かってｍ番目（ｍは自然数）の分割領域とする。
そしてｍ番目の分割領域で、少なくともｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定し、ｍ番目の分割領域で、ｍ個より少ない測距装置で障害物が検出された場合、およびｍ番目の分割領域で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定する。Then, 2 (n-1) boundaries D1 to D (2 (n-1)) are set in the measurement range. Each of the boundaries D1 to D (2 (n-1)) is formed in a line-symmetric shape along the optical path of the measurement light of the distance measuring device with the central axis Z of the measurement range of the distance measuring device as the target axis. The 2n-1 divided regions are formed by 2 (n-1) boundaries.
Here, the divided areas divided into 2n−1 are counted as m-th divided areas (m is a natural number) from the divided areas including the central axis Z.
If an obstacle is detected by at least m ranging devices in the mth divided area, it is determined that there is an obstacle, and there are fewer obstacles than m in the mth divided region. It is determined that there is no obstacle when an object is detected or when no obstacle is detected by any distance measuring device in the mth divided area.
図１４は、ｎ＝３のときの境界の設定例を示す他の図である。障害物判定部３１は、３つの測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの計測範囲５に対して、測距装置２ａ，２ｂ，２ｃの計測範囲５を走査する走査光の光路に沿って境界Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を仮想的に設定する。閾値の数は、２（ｎ−１）個になる。
ここで２（ｎ−１）個の境界により、２ｎ−１個（すなわち５つ）に区分された分割領域を、測距装置の中心軸Ｚを含む分割領域Ｐ２から数えて、外側に向かってｍ番目の分割領域とする。この例では、中心軸Ｚを含む１番目の分割領域Ｐ２から数えて、外側に２番目の分割領域Ｐ１，Ｐ３，および３番目の分割領域Ｐ４，Ｐ５が区分される。FIG. 14 is another diagram illustrating an example of setting a boundary when n = 3. The
Here, 2n-1 (that is, 5) divided areas divided by 2 (n-1) boundaries are counted from the divided area P2 including the central axis Z of the distance measuring device, and outward. It is assumed that the mth divided region. In this example, the second divided areas P1, P3 and the third divided areas P4, P5 are divided outside from the first divided area P2 including the central axis Z.
そしてｍ番目の分割領域で、少なくともｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定する。例えば１番目の分割領域Ｐ２で、少なくとも１つの測距装置で障害物が検出された場合、２番目の分割領域Ｐ１，Ｐ３で少なくとも２つの測距装置で障害物が検出された場合、および３番目の分割領域Ｐ４，Ｐ５で少なくとも３つの測距装置で障害物が検出された場合のいずれかの場合に、障害物が有ると判定する。 When an obstacle is detected by at least m ranging devices in the m-th divided area, it is determined that there is an obstacle. For example, when an obstacle is detected by at least one distance measuring device in the first divided region P2, when an obstacle is detected by at least two distance measuring devices in the second divided region P1, P3, and 3 In any case where an obstacle is detected by at least three distance measuring devices in the second divided areas P4 and P5, it is determined that there is an obstacle.
また、ｍ番目の分割領域で、ｍ個より少ない測距装置で障害物が検出された場合、および、ｍ番目の分割領域で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合、障害物が無いものと判定する。
例えば、２番目の分割領域Ｐ１，Ｐ３で１つの測距装置で障害物が検出された場合、３番目の分割領域Ｐ４，Ｐ５で２つ以下の測距装置で障害物が検出された場合、および各分割領域Ｐ１〜Ｐ５でいずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定する。In addition, when an obstacle is detected with less than m ranging devices in the mth divided area, and when no obstacle is detected with any ranging device in the mth divided area, In the case, it is determined that there is no obstacle.
For example, when an obstacle is detected by one distance measuring device in the second divided areas P1 and P3, when an obstacle is detected by two or less distance measuring apparatuses in the third divided areas P4 and P5, In any of the cases where no obstacle is detected by any distance measuring device in each of the divided areas P1 to P5, it is determined that there is no obstacle.
測距装置の数、およびそれに応じた閾値の数とその障害物の有無の判定処理は、ｎ＝４以上の場合にも、同様に適用することができる。
このように、測距装置を３つ以上用い、測距装置の数に応じた複数の境界を設定して障害物判定を行うことで、距離範囲をさらに段階的に区分し、その分割領域に応じて誤判定率と見落率を適切に制御することができる。これにより、周囲に存在する障害物の検出精度の向上と誤判定の可能性とを考慮して、障害物判定装置１の周囲の条件に合わせて適切な判定処理を行うようにした障害物判定装置１が得られる。また自律走行装置として構成した障害物判定装置１は、障害物の適切な判定処理により安全性の確保と安定走行性を両立させながら自律的に走行することができる。The number of distance measuring devices, the number of thresholds corresponding to the number of distance measuring devices, and the determination process for the presence or absence of the obstacles can be similarly applied even when n = 4 or more.
In this way, by using three or more distance measuring devices and setting obstacles according to the number of boundaries according to the number of distance measuring devices, the distance range is further divided in stages and divided into divided areas. Accordingly, the misjudgment rate and the oversight rate can be appropriately controlled. Thereby, in consideration of the improvement of the detection accuracy of obstacles present in the surroundings and the possibility of erroneous determination, the obstacle determination in which appropriate determination processing is performed in accordance with the surrounding conditions of the
上記の各実施形態で記載されている技術的特徴（構成要件）は、お互いに組み合わせ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The technical features (components) described in each of the above embodiments can be combined with each other, and new technical features can be formed by combining them.
１…障害物判定装置、２…測距装置、２ａ，２ｂ…測距装置、２ｃ…測距装置、３…本体部、４…車輪、５，５ａ，５ｂ…計測範囲、２１ａ，２１ｂ…駆動制御部、２２ａ，２２ｂ…発光部、２３ａ，２３ｂ…光学機構部、２４ａ，２４ｂ…受光部、２５ａ，２５ｂ…距離算出部、３１…障害物判定部、３２…本体動作制御部、３３…駆動制御部、３４…駆動部。DESCRIPTION OF
Claims (8)
Translated fromJapanese前記障害物判定部は、前記測距装置から所定の距離離れた位置に、前記測距装置からの距離を示す閾値を設定し、
前記２つの測距装置のうち少なくとも１つの測距装置で、前記閾値以下の距離範囲に障害物が検出された場合、および前記２つの測距装置の両方で前記閾値を超えた距離範囲に障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が有るものと判定し、
前記閾値以下の距離範囲に障害物が検出されない場合、および前記２つの測距装置のいずれか１つの測距装置で、前記閾値を超えた距離範囲に障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が無いものと判定することを特徴とする障害物判定装置。Based on two distance measuring devices each measuring the distance to the measurement object and the distance measurement results measured by the two distance measuring devices, the presence or absence of an obstacle in the measurement range of the distance measuring device is determined. An obstacle determination device having an obstacle determination unit,
The obstacle determination unit sets a threshold value indicating a distance from the distance measuring device at a position away from the distance measuring device by a predetermined distance;
When at least one of the two distance measuring devices detects an obstacle in a distance range equal to or less than the threshold value, and both of the two distance measuring devices obstruct the distance range exceeding the threshold value. In any case where an object is detected, it is determined that the obstacle is present,
Either an obstacle is not detected in a distance range equal to or less than the threshold value, and an obstacle is detected in a distance range exceeding the threshold value in any one of the two distance measuring devices. In this case, it is determined that there is no obstacle.
前記障害物判定部は、前記測距装置から所定の距離離れた位置に、前記測距装置からの距離を示す第１閾値を設定するとともに、前記第１閾値よりもさらに前記測距装置からさらに離れた位置に、前記測距装置からの距離を示す第２閾値を設定し、
前記３つの測距装置のうち少なくとも１つの測距装置で、前記第１閾値以下の距離範囲に障害物が検出された場合、前記３つの測距装置のうち少なくとも２つで、前記第１閾値を超えた距離範囲で前記第２閾値以下の距離範囲に障害物が検出された場合、および前記３つの測距装置の全ての測距装置で、前記第２閾値を超えた距離範囲に障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が有るものと判定し、
前記第１閾値以下の距離範囲に障害物が検出されない場合、前記第１閾値を超えた距離範囲で前記第２閾値以下の距離範囲に障害物が検出されない場合、前記第１閾値を超えた距離範囲で前記第２閾値以下の距離範囲に１つの前記測距装置で障害物が検出された場合、前記第２閾値を超えた距離範囲に障害物が検出されない場合、および前記第２閾値を超えた距離範囲に２つ以下の前記測距装置で障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が無いものと判定することを特徴とする障害物判定装置。Based on the three distance measuring devices that measure the distance to the object to be measured and the distance measurement results measured by the three distance measuring devices, the presence or absence of an obstacle in the measurement range of the distance measuring device is determined. An obstacle determination device having an obstacle determination unit,
The obstacle determination unit sets a first threshold value indicating a distance from the distance measuring device at a position away from the distance measuring device by a predetermined distance, and further from the distance measuring device further than the first threshold value. A second threshold value indicating a distance from the distance measuring device is set at a distant position,
If at least one of the three distance measuring devices detects an obstacle in a distance range equal to or less than the first threshold value, at least two of the three distance measuring devices use the first threshold value. When an obstacle is detected in a distance range that is less than or equal to the second threshold value in a distance range that exceeds, and in all the distance measuring devices of the three distance measuring devices, an obstacle is located in the distance range that exceeds the second threshold value. If any of the cases is detected, it is determined that the obstacle is present,
If no obstacle is detected in the distance range below the first threshold, if no obstacle is detected in the distance range below the second threshold in the distance range exceeding the first threshold, the distance exceeding the first threshold When an obstacle is detected by one of the distance measuring devices within a distance range that is less than or equal to the second threshold in the range, when no obstacle is detected in a distance range that exceeds the second threshold, and exceeds the second threshold An obstacle determination device that determines that there is no obstacle in any of the cases where an obstacle is detected by two or less of the distance measuring devices within a distance range.
前記測距装置からの距離がそれぞれ異なるｎ−１個の閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ（ｎ−１）を設定し、
ｎ−１個の閾値により、ｎ個に区分された距離範囲を、前記測距装置に最も近い距離範囲から数えて、
（ｎ−ｍ（ｍ＝ｎ−１以下で０以上の整数））番目の距離範囲とするとき、
ｎ−ｍ番目の距離範囲で、少なくともｎ−ｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定し、
ｎ−ｍ番目の距離範囲で、ｎ−ｍより少ない測距装置で障害物が検出された場合、およびｎ−ｍ番目の距離範囲で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合に、障害物が無いものと判定することを特徴とする障害物判定装置。Measurement by the distance measuring device based on n distance measuring devices (n is a natural number of 4 or more) for measuring the distance to the object to be measured and the distance measurement result measured by the n distance measuring devices. An obstacle determination device having an obstacle determination unit for determining the presence or absence of an obstacle within a range,
N-1 threshold values Th1 to Th (n-1) having different distances from the distance measuring device are set,
The distance range divided into n by n-1 thresholds is counted from the distance range closest to the distance measuring device,
When (n−m (m = n−1 or less and an integer of 0 or more)) th distance range,
When an obstacle is detected by at least nm distance measuring devices in the (nm) th distance range, it is determined that there is an obstacle,
Either an obstacle is detected by a distance measuring device less than nm in the (nm) distance range, or an obstacle is not detected by any distance measuring device in the (nm) distance range. In such a case, it is determined that there is no obstacle.
前記閾値を設定する距離は、前記測距装置の計測光を走査するときの光路上の距離に基づいて定められることを特徴とする障害物判定装置。In the obstacle determination device according to any one of claims 1 to 3,
The distance for setting the threshold value is determined based on a distance on an optical path when scanning the measurement light of the distance measuring device.
前記閾値を設定する距離は、前記測距装置から該測距装置の計測範囲の中心軸に垂直な仮想平面までの距離に基づいて定められることを特徴とする障害物判定装置。In the obstacle determination device according to any one of claims 1 to 3,
The obstacle determination apparatus according to claim 1, wherein the distance for setting the threshold is determined based on a distance from the distance measuring device to a virtual plane perpendicular to a central axis of a measurement range of the distance measuring device.
前記障害物判定部は、前記測距装置の計測範囲の中心軸に平行に、もしくは前記測距装置の計測光の光路に沿って、前記中心軸を対象軸として線対称となる２つの境界を設定し、
前記２つの測距装置のうち少なくとも１つの測距装置で、前記２つの境界に挟まれた分割領域で障害物が検出された場合、および前記２つの測距装置の両方で、前記２つの境界で挟まれた分割領域の外側の分割領域で障害物が検出された場合のいずれかの場合に、前記障害物が有るものと判定し、
前記２つの境界に挟まれた分割領域で障害物が検出されない場合、前記２つの測距装置のいずれか１つの測距装置で、前記２つの境界で挟まれた分割領域の外側の分割領域で障害物が検出された場合、および前記２つの境界で挟まれた分割領域の外側の分割領域で障害物が検出されない場合のいずれかの場合、前記障害物が無いものと判定することを特徴とする障害物判定装置。Based on two distance measuring devices each measuring the distance to the measurement object and the distance measurement results measured by the plurality of distance measuring devices, the presence / absence of an obstacle within the measurement range of the distance measuring device is determined. An obstacle determination device having an obstacle determination unit,
The obstacle determination unit includes two boundaries that are line-symmetric with respect to the central axis as a target axis in parallel to the central axis of the measurement range of the distance measuring device or along the optical path of the measurement light of the distance measuring device. Set,
When at least one of the two distance measuring devices detects an obstacle in a divided region sandwiched between the two boundaries, and both of the two distance measuring devices, the two boundaries In any case where an obstacle is detected in a divided area outside the divided area sandwiched between, it is determined that the obstacle exists,
When an obstacle is not detected in the divided area sandwiched between the two boundaries, the distance measuring device of any one of the two distance measuring devices may be used in a divided area outside the divided area sandwiched between the two boundaries. In the case where an obstacle is detected, and in the case where an obstacle is not detected in a divided area outside the divided area sandwiched between the two boundaries, it is determined that the obstacle is absent. Obstacle judgment device to do.
前記障害物判定部は、前記測距装置の計測範囲の中心軸に平行に、もしくは前記測距装置の計測光の頃に沿って、前記中心軸を対象軸として線対称となる２（ｎ−１）個の境界を設定し、
該２（ｎ−１）個の境界により、２ｎ−１個に区分された分割領域を、中心軸Ｚを含む分割領域から数えて外側に向かってｍ番目（ｍは自然数）の分割領域とするとき、
ｍ番目の分割領域で、少なくともｍ個の測距装置で障害物が検出された場合に、障害物が有るものと判定し、ｍ番目の分割領域で、ｍ個より少ない測距装置で障害物が検出された場合、およびｍ番目の分割領域で、いずれの測距装置でも障害物が検出されない場合のいずれかの場合、障害物が無いものと判定することを特徴とする障害物判定装置。Measurement by the distance measuring device based on n distance measuring devices (n is a natural number of 3 or more) each measuring the distance to the measurement object and the distance measurement result measured by the n distance measuring devices. An obstacle determination device having an obstacle determination unit for determining the presence or absence of an obstacle within a range,
The obstacle determination unit is line-symmetrical about the central axis as a target axis in parallel with the central axis of the measurement range of the distance measuring device or along the measurement light of the distance measuring device. 1) Set the boundaries,
The 2n-1 divided areas divided by the 2 (n-1) boundaries are the mth (m is a natural number) divided areas counted from the divided area including the central axis Z toward the outside. When
If an obstacle is detected by at least m ranging devices in the mth divided area, it is determined that there is an obstacle, and there are fewer obstacles than m in the mth divided region. An obstacle determination device that determines that there is no obstacle in any of the cases where no obstacle is detected by any distance measuring device in the m-th divided area.
該障害物判定装置の本体部を支持して走行させる駆動部と、
該駆動部の動作を制御する駆動制御部とを有し、
該駆動制御部は、前記障害物判定部による判定結果に基づいて、障害物が有ると判定された場合に、前記駆動部の駆動を停止もしくは減速させることを特徴とする障害物判定装置。
In the obstacle determination device according to any one of claims 1 to 7,
A drive unit that travels while supporting the main body of the obstacle determination device;
A drive control unit for controlling the operation of the drive unit,
The drive control unit stops or decelerates driving of the drive unit when it is determined that there is an obstacle based on a determination result by the obstacle determination unit.
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