光測距装置
【課題】測定値のばらつきによる影響を抑制し、測定精度を高めることが可能な光測距装置を提供する。
【解決手段】障害物センサ３１は、２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光素子３６を制御する出力制御部４１と、受光素子３７において受光された変調光に基づいて被投射体Ｔまでの測定距離を演算する距離演算部４２と、２回の第１周波数の変調光によって演算された測定距離の差が、第１所定範囲内にあるかを判定する第１判定部４３と、２回の第２周波数の変調光によって演算された測定距離の差が、第２所定範囲内にあるかを判定する第２判定部４４と、第１判定部４３と第２判定部４４との判定結果に基づいて距離演算部４２によって演算された測定距離の正誤を判定する総合判定部４６とを備えている。
【解決手段】障害物センサ３１は、２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光素子３６を制御する出力制御部４１と、受光素子３７において受光された変調光に基づいて被投射体Ｔまでの測定距離を演算する距離演算部４２と、２回の第１周波数の変調光によって演算された測定距離の差が、第１所定範囲内にあるかを判定する第１判定部４３と、２回の第２周波数の変調光によって演算された測定距離の差が、第２所定範囲内にあるかを判定する第２判定部４４と、第１判定部４３と第２判定部４４との判定結果に基づいて距離演算部４２によって演算された測定距離の正誤を判定する総合判定部４６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被投射体に対して光を走査し、その走査領域からの反射光に基づいて被投射体までの距離を検出する光測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無人搬送装置は、走行領域および作業領域における障害物等を検知するために、光測距装置が搭載されている。そして、光測距装置には、投光部から出射された光を回転ミラー等で反射して周囲に光軸を振り、障害物等によって反射された反射光を受信して、投光部が出射した出射光と受光部に受光された反射光との間の位相差から距離を検出する（ＡＭ変調方式（位相差方式））ものが利用されている。
【０００３】
このようなＡＭ変調方式の光測距装置は、変調周波数の１波長の距離を誤って０ｍと判断することがある。例えば、５０ＭＨｚの周波数で変調を加えた場合、光の１波長は、約３ｍとなる。しかし、このレンジセンサの場合、３ｍ近傍にステンレス板などの高反射率のものがあると、反射光のレベルが高いために高レベルの反射光を受光して０ｍ近傍と距離演算し、３ｍ近傍の反射物が極近くにあると判断することがある。
【０００４】
このような誤動作を防ぐため、光を複数の周波数で変調して、各周波数の光で演算された距離が一致したときのみ距離演算値が適正であると判断することが行われている。例えば、特許文献１においては、投受光器を同一方向に向け、変調周波数を変えながら所定ステップ角ずつ回転させ、投光素子から出た変調光が被投射体で反射し受光素子に戻ったときの位相変化から距離を測定し、連続した２ステップの測定値の差が一定の許容範囲内にあるとき、正しい距離測定値として扱う障害物検知センサが開示されている。これによれば、変調周波数によって制限される測定可能距離よりも遠い位置にある被投射体からの反射光による測定値を、エラー値として排除することができる。
【特許文献１】特開２００２−９０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の障害物検知センサでは、以下に示すような問題点を有している。
【０００６】
すなわち、許容範囲外となる測定値を取り除くことが可能となるが、測定値のばらつきによる影響は解消することができず、測定値の精度を高めることはできない。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、測定値のばらつきによる影響を抑制し、測定精度を高めることが可能な光測距装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光測距装置は、投光部から照射した光の位相と、光が被投射体で反射され受光部において受光した際の光の位相との差から被投射体までの距離を測定する光測距装置であって、出力制御部と、距離演算部と、第１判定部と、第２判定部と、総合判定部とを備えている。出力制御部は、第１周波数および第２周波数の２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光部を制御する。距離演算部は、受光部において受光された変調光に基づいて被投射体までの測定距離を演算する。第１判定部は、２回以上の第１周波数の変調光に基づいて演算された測定距離の互いの差が、第１所定範囲内にあるかを判定する。第２判定部は、２回以上の第２周波数の変調光に基づいて演算された測定距離の互いの差が、第２所定範囲内にあるかを判定する。総合判定部は、第１判定部と第２判定部との判定結果に基づき、距離演算部に基づいて演算された測定距離の正誤（距離値を出力するか否か）を判定する。
【０００９】
なお、ここでいう正しいと判定される測定距離とは、ある一つの変調光から演算される測定距離であってもよいし、第１周波数の変調光から演算された測定距離の平均値、第２周波数の変調光から演算された測定距離の平均値等であってもよい。
【００１０】
４回以上の測定距離を用いることにより、第１の周波数あるいは第２の周波数の変調値から演算される測定距離のばらつきの影響を抑制することが可能となり、測定精度を高めることが可能となる。
【００１１】
光測距装置は、２回以上の第１周波数の変調光に基づいて演算された測定距離の平均値と、２回以上の第２周波数の変調光に基づいて演算された測定距離の平均値との差を算出し、平均値の差が第３所定範囲内にあるかを判定する第３判定部をさらに備えており、総合判定部は、第３判定部の判定結果に基づいて判定を行うことが好ましい。
【００１２】
これにより、第１の周波数あるいは第２の周波数の変調値から演算される測定距離のばらつきの影響をさらに抑制することが可能となり、測定精度を高めることができる。
【００１３】
光測距装置は、第１判定部と第２判定部とは、それぞれ２回の連続する変調光に基づいて演算される測定距離を用いてそれぞれ判定することが好ましい。
【００１４】
ここでは、２回の第１周波数の変調光によって演算された測定距離と、２回の第２周波数の変調光によって演算された測定距離との合計４回の測定距離に基づいて、測定距離の正誤判断を行っている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光測距装置によれば、測定値のばらつきによる影響を抑制し、測定精度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る障害物センサ（光測距装置）３０，３１を内蔵する天井走行車２について、図１〜図４を用いて説明すれば以下の通りである。
【００１７】
［天井走行車２の構成］
天井走行車２は、クリーンルーム等において物品１０を搬送する搬送装置であって、図１に示すように、天井空間等に配置された走行レール４に沿って、物品を搬送する。そして、地上側に配置されたロードポート８との間で物品１０を受け渡しする。
【００１８】
天井走行車２は、図１に示すように、台車１２と、受電装置１４と、フレーム１６と、横送り部１８と、θドライブ２０と、昇降駆動部２２と、昇降台２４と、障害物センサ３０，３１とを備えている。
【００１９】
台車１２は、走行レール４内を走行する。受電装置１４は、走行レール４に設けたリッツ線等から非接触給電などで受電し、かつ、リッツ線などを利用して通信を行う。フレーム１６は、台車１２から延びるシャフトで支持されている。横送り部１８は、走行レール４に対して後述するθドライブ２０、昇降駆動部２２および昇降台２４を横方向に移動させる。θドライブ２０は、昇降駆動部２２を水平面内で回動させる。昇降駆動部２２は、昇降台２４をベルトやロープ、ワイヤなどの吊持材により昇降させ、ロードポート８との間で物品１０を受け渡しする。昇降台２４は、搬送する物品１０を保持する。
【００２０】
天井走行車２は、さらに、落下防止カバー２５，２６と落下防止部２８とを有している。落下防止カバー２５，２６は、天井走行車２の進行方向における前後に設けられている。落下防止部２８は、落下防止カバー２５，２６から出没自在に配置されている。
【００２１】
障害物センサ３０は、走行方向前方の落下防止カバー２５の下部に、障害物センサ３１は、走行方向前方の落下防止カバー２５の前面に配置されている。障害物センサ３０は、ロードポート８へ向けて昇降台２４を下降させる際に、ロードポート８へアクセスしようとする人やロードポート８の付近に不用意に置かれた物品等の障害物を検出する。障害物センサ３１は、進行方向前方の所定の角度範囲内でかつ所定の距離内にある障害物を検出する。
【００２２】
［障害物センサ３１の構成］
図３は、本発明の一実施形態に係る障害物センサ３１の全体構成を示す制御機能ブロック図である。なお、障害物センサ３０についても同様の構成であるので、ここではその説明を省略する。
【００２３】
障害物センサ３１は、投光部から照射した光の位相と、前記光が被投射体で反射され受光部において受光した際の前記光の位相との差から前記被投射体までの距離を測定し、後述する方法により測定距離の精度を高めている。そして、障害物センサ３１は、主に、投光回路３８と、投受光器３２と、受光回路３９と、制御部４０とを備えている。投受光器３２は、投光素子（投光部）３６と、受光素子（受光部）３７と、投光ミラー３４と、受光ミラー３５と、パルスモータ３３とを有している。
【００２４】
投光回路３８は、後述する出力制御部４１により制御されて発光信号を発生し、これらの発光信号を、投光素子３６に入力させる。投光素子３６は、投光回路３８からの信号に基づいて高周波パルス光を照射する。投光ミラー３４は、投光素子３６より出射される出射光を被投射体Ｔに向けて反射させる。受光ミラー３５は、被投射体Ｔからの入射光を受光素子３７に向けて反射させる。パルスモータ３３は、投光ミラー３４と受光ミラー３５とを同一方向に向けて同時に回転させる。受光素子３７は、被投射体Ｔで反射した反射光を受光すると共に、その反射光を電気信号である受光信号に変換し、変換した受光信号を受光回路３９に入力させる。受光回路３９は、入力された受光信号を増幅すると共に、発光信号と受光信号とにおける位相変化を検出する。そして、受光回路３９は、位相変化を電気信号である検出信号に変換し、その検出信号を制御部４０に入力させる。
【００２５】
制御部４０は、投光回路３８、投受光器３２、受光回路３９の各種制御、測定距離の演算、測定距離の判定等を行う機能ブロックを有するマイクロコンピュータである。そして、制御部４０は、機能ブロックとしての出力制御部４１と、距離演算部４２と、第１判定部４３と、第２判定部４４と、第３判定部４５と、総合判定部４６とを備えている。
【００２６】
出力制御部４１は、３０ＭＨｚ（第１周波数）および３４ＭＨｚ（第２周波数）の２つの異なる周波数の変調光を投光素子３６が交互に出射するように投光回路３８を制御する。
【００２７】
距離演算部４２は、受光回路３９より入力される検出信号に基づいて被投射体Ｔまでの測定距離を演算する。
【００２８】
第１判定部４３は、連続する少なくとも２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて、距離演算部４２により演算された測定距離の互いの差が、第１所定範囲内にあるかを判定する。本実施形態においては、２回の３０ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離の差が、２０ｃｍの範囲内にあるかどうかを判定する。
【００２９】
第２判定部４４は、連続する少なくとも２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて、距離演算部４２により演算された測定距離の互いの差が、第２所定範囲内にあるかを判定する。本実施形態においては、２回の３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離の差が、２０ｃｍの範囲内にあるかどうかを判定する。
【００３０】
第３判定部４５は、少なくとも２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の平均値と、少なくとも２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の平均値との差を算出し、その平均値の差が１４ｃｍの範囲にあるかどうかを判定する。本実施形態においては、２回の３０ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離の平均値と、２回の３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離の平均値との差を算出し、その平均値の差が、１４ｃｍの範囲にあるかどうかを判定する。
【００３１】
総合判定部４６は、第１判定部４３、第２判定部４４および第３判定部４５の判定結果に基づいて、距離演算部４２によって演算された測定距離の正誤、すなわち、距離値を出力し、この距離を用いて障害物の存否判定を行うか否かを判定する。本実施形態においては、第１判定部４３が、３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された２回分の測定距離の差が２０ｃｍの範囲内にあると判定し、第２判定部が、３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された２回分の測定距離の差が２０ｃｍの範囲内にあると判定し、３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された２回分の測定距離の平均値と３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された２回分の測定距離の平均値との差が１４ｃｍの範囲内にあると判定した場合、距離演算部４２において演算された測定距離Ｄ１〜Ｄ４を用いて距離値を計算し出力する。
【００３２】
［障害物センサ３１の動作の説明］
ここでは、障害物センサ３１の動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００３３】
ステップＳ１においては、障害物センサ３１の初期化を行う。具体的には、内部データを初期化する。
【００３４】
ステップＳ２においては、障害物センサ３１が、Δθ（例えば、０．１８度）の１回転ステップ毎に距離測定を行いながら、例えば、１６０度の測定範囲の距離測定を行う。そして、制御部４０が、１６０度の範囲内の距離測定かどうかを判定する。ここで、１６０度の範囲内の測定を行っていると判断した場合にはステップＳ３に移行し、１６０度の範囲外の測定を行っていないと判断した場合には、もう一度ステップＳ２を繰り返す。
【００３５】
ステップＳ３においては、出力制御部４１による制御に従って投光回路３８が、投光素子３６から出力される変調光の周波数を切り換える。具体的には、３０ＭＨｚ（第１周波数）および３４ＭＨｚ（第２周波数）の周波数の変調光が、１ステップ回転毎に交互に出力されるように切換えられる。
【００３６】
ステップＳ４においては、距離演算部４２が、受光回路３９から入力される検出信号に基づいて被投射体Ｔまでの距離を演算する。具体的には、距離演算部４２は、投光回路３８が検出した投光素子３６から照射した変調光の位相と、変調光が被投射体Ｔで反射され受光素子３７において受光した際の変調光の位相との差、すなわち、位相変化に基づいて被投射体Ｔまでの距離を演算する。そして、演算された被投射体Ｔまでの距離が、記憶部４７に記憶される。
【００３７】
本実施形態においては、以下のステップＳ５〜ステップＳ１２において、ステップＳ４において演算された測定距離に誤りがないかを判定する機能を有している。ここでは、ステップＳ４において受光された３０ＭＨｚの変調光における測定距離を測定距離Ｄ１、測定距離Ｄ１を演算する１回前に３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離を測定距離Ｄ２、測定距離Ｄ１を演算する２回前に３０ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離を測定距離Ｄ３、測定距離Ｄ１を演算する３回前に３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離を測定距離Ｄ４とする４つの測定距離を使用して正誤判定を行う方法について具体的に説明する。
【００３８】
なお、変調光の周波数を変えながら１ステップ回転毎に行われる測定は、測定対象位置が移動するので、測定距離は厳密には一致しない。しかし、測定対象位置は、被投射物Ｔの外形に沿って移動するので、隣接する複数の点を比較しても距離の変化は少ない。本位相差方式の距離測定は、光波が往復する距離２Ｌが、その光波の１波長λよりも小さいという条件で測定が可能であり、変調周波数ｆによって測定不可能になる上限距離Ｌｍが決まるという原理を利用したものである。すなわち、光の速度をＣ（ｍ／ｓ）とすると、Ｌｍ＝Ｃ／２ｆであり、例えば、３０ＭＨｚと３４ＭＨｚとで測定を行うと、それぞれ上限距離Ｌｍは、５．０ｍ、４．４ｍとなる。ここで両者を比較すると、図５に示すように、３０ＭＨｚでは、５．０ｍに達した時に測定距離が０ｍ、３４ＭＨｚでは、４．４ｍに達した時に測定距離が０ｍとなる。このため、測定距離Ｌが、４．４ｍ≦距離Ｌ＜５．０ｍの位置では、差が４．４ｍ、５．０ｍ以上の位置では、０．６ｍの差が生じる。本位相差方式の距離測定は、この関係を利用することにより、測定可能範囲の測定値のみを正しいデータとして取り出している。
【００３９】
ステップＳ５においては、第１判定部４３が、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内（第１所定範囲内）に納まっているかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ４において演算された測定距離Ｄ１と測定距離Ｄ３との差が、２０ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定する。そして、第１判定部４３が、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内にあると判定した場合はステップＳ６に移行し、２０ｃｍ以内にないと判定した場合はステップＳ１２に移行する。
【００４０】
ステップＳ６においては、第１判定部４３が、ステップＳ５における測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１を計算する。
【００４１】
ステップＳ７においては、第２判定部４４が、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内（第２所定範囲内）に納まっているかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ４において演算された測定距離Ｄ２と測定距離Ｄ４との差が、２０ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定する。そして、第２判定部４４が、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内にあると判定した場合はステップＳ８に移行し、２０ｃｍ以内にないと判定した場合はステップＳ１２に移行する。
【００４２】
ステップＳ８においては、第２判定部４４が、ステップＳ７における測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２を計算する。
【００４３】
ステップＳ９においては、第３判定部４５が、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の平均値と、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の平均値との差を算出し、これらの平均値の差が１４ｃｍ（第３所定範囲）以内に納まっているかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ６において演算された測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１と、ステップＳ８において演算された測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２との差が、１４ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定する。そして、第３判定部４５が、平均値Ｄａ１と平均値Ｄａ２との差が１４ｃｍ以内にあると判定した場合はステップＳ１０に移行し、１４ｃｍ以内にないと判定した場合はステップＳ１２に移行する。
【００４４】
ステップＳ１０においては、第３判定部４５が、ステップＳ７における測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１と、測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２との平均値Ｄａを計算する。
【００４５】
ステップＳ１１においては、総合判定部４６が、ステップＳ１０において計算された平均値Ｄａの正誤を判定する。具体的には、総合判定部４６は、第１判定部４３、第２判定部４４および第３判定部４５の判定結果に基づいてステップＳ１０において計算された平均値Ｄａを距離値として出力するかどうかを判定する。ここでは、平均値Ｄａを距離値として出力し、障害物の存否判定を行っている。
【００４６】
ステップＳ１２においては、総合判定部４６が、測定距離Ｄ１〜Ｄ４の正誤を判定する。具体的には、総合判定部４６は、第１判定部４３、第２判定部４４および第３判定部４５の判定結果に基づいて測定距離Ｄ１〜Ｄ４を距離値として出力するかどうかを判定する。ここでは、総合判定部４６は、測定距離Ｄ１〜Ｄ４を距離値として出力しないように判定し、このとき、障害物は無いと判断している。
【００４７】
そして、上記ステップＳ３〜ステップＳ１２の判定は、繰り返し行われる。
以上、本実施形態の障害物センサ３１は、３０ＭＨｚおよび３４ＭＨｚの２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光素子３６を制御する出力制御部４１と、受光素子３７において受光された変調光に基づいて被投射体Ｔまでの測定距離を演算する距離演算部４２と、２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離Ｄ１，Ｄ３の差が、２０ｃｍ以内（第１所定範囲）にあるかを判定する第１判定部４３と、２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離Ｄ２，Ｄ４の差が、２０ｃｍ以内（第２所定範囲）にあるかを判定する第２判定部４４と、第１判定部４３と第２判定部４４との判定結果に基づき、距離演算部４２によって演算された測定距離Ｄ１〜Ｄ４の正誤を判定する総合判定部４６とを備えている。これにより、各周波数の変調値から演算される測定距離のばらつきの影響を抑制することができるので、進行方向前方の所定の角度範囲内でかつ所定の距離内にある障害物を精度良く検出することが可能となる。この結果、天井走行車２を運転するにあたって、天井走行車２における走行および停止等の判断を的確にできるようになる。
【００４８】
さらに、本実施形態の障害物センサ３１では、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１と、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２との差を算出し、その平均値の差が１４ｃｍ以内（第３所定範囲）に納まっているかどうかを判定する第３判定部４５を備えている。これにより、測定距離のばらつきの影響をさらに抑制することが可能となるので、測定精度をより高めることができる。
【００４９】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５０】
（Ａ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、ステップＳ５において、第１判定部４３が、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光（測定距離Ｄ１と測定距離Ｄ３）によって演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定し、ステップＳ７において、第２判定部４４が、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離（測定距離Ｄ２と測定距離Ｄ４）の差が、２０ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５１】
例えば、ステップＳ５，Ｓ７において第１判定部，第２判定部は、連続する３回以上の測定距離のそれぞれの差が所定範囲に納まっているかを判定してもよい。また、連続するものに限らなくてもよい。この場合、測定回数を増やせば増やすほど測定精度および測定距離の正誤判断の精度は向上するが、それと比例して制御部における処理時間が長くなるので、制御部の処理スペックや天井走行車の走行速度等を考慮して最適な測定回数を設定することが望ましい。
【００５２】
（Ｂ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、測定距離を正誤判定するための第１判定部４３および第２判定部４４の測定回数をそれぞれ同じ２回とする例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】
例えば、第１判定部においては２回、第２判定部においては３回等、第１判定部における判定と第２判定部における判定の際の測定回数は互いに異なっていてもよい。
【００５４】
（Ｃ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、出力制御部４１が、３０ＭＨｚおよび３４ＭＨｚの２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光素子３６を制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５５】
例えば、出力制御部は、５０ＭＨｚおよび４３ＭＨｚの２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光素子を制御してもよい。この場合も、上記の実施形態に係る障害物センサ３１と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
（Ｄ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、第１判定部４３、第２判定部４４、第３判定部４５がそれぞれ行う判定をステップＳ５からステップＳ９の順番で実行する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５７】
（Ｅ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、第１判定部４３、第２判定部４４、第３判定部４５の全てにおける各判定値（測定距離Ｄ１と測定距離Ｄ３との差、測定距離Ｄ２と測定距離Ｄ４との差、測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１と、測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２との差）が各所定範囲内にあると判定した場合に、測定距離Ｄ１が正しいと判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
例えば、総合判定部は、第１判定部と第２判定部における各値が各所定範囲内にあると判定したとき測定距離は正しいと判定してもよい。また、総合判定部は、第１判定部および第２判定部において各判定値が所定範囲にはないと判定した場合であっても、第３判定部において判定値が所定範囲内にあると判定したときには測定距離が正しいと判定してもよい。
【００５９】
（Ｆ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、総合判定部４６が、第１判定部４３の判定結果に基づいて正誤判定を実行し、第２判定部４４の判定結果に基づいて正誤判定を実行し、第３判定部４５の判定結果に基づいて正誤判定を実行するという逐次実行型の例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６０】
例えば、総合判定部が、第１判定部、第２判定部、第３判定部のそれぞれが判定を行った後に総合的に正誤判定するといった方法であってもよい。
【００６１】
（Ｇ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、制御部４０における機能ブロックとして、出力制御部４１、距離演算部４２、第１判定部４３、第２判定部４４、第３判定部４５、総合判定部４６、記憶部４７を構成する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６２】
例えば、マイクロコンピュータに含まれている機能ブロックとしてではなく、上述した各ステップを含む測定距離の正誤判定方法をコンピュータに実行させる正誤判定プログラムとして本発明を実現することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、測定精度を向上させた光測距装置を提供することが可能になるため、例えば、無人走行車や移動ロボット等に搭載される光測距装置として広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る障害物センサを含む天井走行車の側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る障害物センサを含む天井走行車の前方側面図。
【図３】図１に含まれる障害物センサの制御機能ブロック図。
【図４】図１に含まれる障害物センサにおける正誤判定のフローチャート。
【図５】位相検出による距離測定の原理を説明するブロック図。
【符号の説明】
【００６５】
２ 天井走行車
４ 走行レール
８ ロードポート
１０ 物品
１２ 台車
１４ 受電装置
１６ フレーム
１８ 横送り部
２０ θドライブ
２２ 昇降駆動部
２４ 昇降台
２５ 落下防止カバー
２８ 落下防止部
３０，３１ 障害物センサ（光測距装置）
３２ 投受光器
３３ パルスモータ
３４ 投光ミラー
３５ 受光ミラー
３６ 投光素子（投光部）
３７ 受光素子（受光部）
３８ 投光回路
３９ 受光回路
４０ 制御部
４１ 出力制御部
４２ 距離演算部
４３ 第１判定部
４４ 第２判定部
４５ 第３判定部
４６ 総合判定部
４７ 記憶部
Ｔ 被投射体
ａ 検知エリア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被投射体に対して光を走査し、その走査領域からの反射光に基づいて被投射体までの距離を検出する光測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無人搬送装置は、走行領域および作業領域における障害物等を検知するために、光測距装置が搭載されている。そして、光測距装置には、投光部から出射された光を回転ミラー等で反射して周囲に光軸を振り、障害物等によって反射された反射光を受信して、投光部が出射した出射光と受光部に受光された反射光との間の位相差から距離を検出する（ＡＭ変調方式（位相差方式））ものが利用されている。
【０００３】
このようなＡＭ変調方式の光測距装置は、変調周波数の１波長の距離を誤って０ｍと判断することがある。例えば、５０ＭＨｚの周波数で変調を加えた場合、光の１波長は、約３ｍとなる。しかし、このレンジセンサの場合、３ｍ近傍にステンレス板などの高反射率のものがあると、反射光のレベルが高いために高レベルの反射光を受光して０ｍ近傍と距離演算し、３ｍ近傍の反射物が極近くにあると判断することがある。
【０００４】
このような誤動作を防ぐため、光を複数の周波数で変調して、各周波数の光で演算された距離が一致したときのみ距離演算値が適正であると判断することが行われている。例えば、特許文献１においては、投受光器を同一方向に向け、変調周波数を変えながら所定ステップ角ずつ回転させ、投光素子から出た変調光が被投射体で反射し受光素子に戻ったときの位相変化から距離を測定し、連続した２ステップの測定値の差が一定の許容範囲内にあるとき、正しい距離測定値として扱う障害物検知センサが開示されている。これによれば、変調周波数によって制限される測定可能距離よりも遠い位置にある被投射体からの反射光による測定値を、エラー値として排除することができる。
【特許文献１】特開２００２−９０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の障害物検知センサでは、以下に示すような問題点を有している。
【０００６】
すなわち、許容範囲外となる測定値を取り除くことが可能となるが、測定値のばらつきによる影響は解消することができず、測定値の精度を高めることはできない。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、測定値のばらつきによる影響を抑制し、測定精度を高めることが可能な光測距装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光測距装置は、投光部から照射した光の位相と、光が被投射体で反射され受光部において受光した際の光の位相との差から被投射体までの距離を測定する光測距装置であって、出力制御部と、距離演算部と、第１判定部と、第２判定部と、総合判定部とを備えている。出力制御部は、第１周波数および第２周波数の２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光部を制御する。距離演算部は、受光部において受光された変調光に基づいて被投射体までの測定距離を演算する。第１判定部は、２回以上の第１周波数の変調光に基づいて演算された測定距離の互いの差が、第１所定範囲内にあるかを判定する。第２判定部は、２回以上の第２周波数の変調光に基づいて演算された測定距離の互いの差が、第２所定範囲内にあるかを判定する。総合判定部は、第１判定部と第２判定部との判定結果に基づき、距離演算部に基づいて演算された測定距離の正誤（距離値を出力するか否か）を判定する。
【０００９】
なお、ここでいう正しいと判定される測定距離とは、ある一つの変調光から演算される測定距離であってもよいし、第１周波数の変調光から演算された測定距離の平均値、第２周波数の変調光から演算された測定距離の平均値等であってもよい。
【００１０】
４回以上の測定距離を用いることにより、第１の周波数あるいは第２の周波数の変調値から演算される測定距離のばらつきの影響を抑制することが可能となり、測定精度を高めることが可能となる。
【００１１】
光測距装置は、２回以上の第１周波数の変調光に基づいて演算された測定距離の平均値と、２回以上の第２周波数の変調光に基づいて演算された測定距離の平均値との差を算出し、平均値の差が第３所定範囲内にあるかを判定する第３判定部をさらに備えており、総合判定部は、第３判定部の判定結果に基づいて判定を行うことが好ましい。
【００１２】
これにより、第１の周波数あるいは第２の周波数の変調値から演算される測定距離のばらつきの影響をさらに抑制することが可能となり、測定精度を高めることができる。
【００１３】
光測距装置は、第１判定部と第２判定部とは、それぞれ２回の連続する変調光に基づいて演算される測定距離を用いてそれぞれ判定することが好ましい。
【００１４】
ここでは、２回の第１周波数の変調光によって演算された測定距離と、２回の第２周波数の変調光によって演算された測定距離との合計４回の測定距離に基づいて、測定距離の正誤判断を行っている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光測距装置によれば、測定値のばらつきによる影響を抑制し、測定精度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る障害物センサ（光測距装置）３０，３１を内蔵する天井走行車２について、図１〜図４を用いて説明すれば以下の通りである。
【００１７】
［天井走行車２の構成］
天井走行車２は、クリーンルーム等において物品１０を搬送する搬送装置であって、図１に示すように、天井空間等に配置された走行レール４に沿って、物品を搬送する。そして、地上側に配置されたロードポート８との間で物品１０を受け渡しする。
【００１８】
天井走行車２は、図１に示すように、台車１２と、受電装置１４と、フレーム１６と、横送り部１８と、θドライブ２０と、昇降駆動部２２と、昇降台２４と、障害物センサ３０，３１とを備えている。
【００１９】
台車１２は、走行レール４内を走行する。受電装置１４は、走行レール４に設けたリッツ線等から非接触給電などで受電し、かつ、リッツ線などを利用して通信を行う。フレーム１６は、台車１２から延びるシャフトで支持されている。横送り部１８は、走行レール４に対して後述するθドライブ２０、昇降駆動部２２および昇降台２４を横方向に移動させる。θドライブ２０は、昇降駆動部２２を水平面内で回動させる。昇降駆動部２２は、昇降台２４をベルトやロープ、ワイヤなどの吊持材により昇降させ、ロードポート８との間で物品１０を受け渡しする。昇降台２４は、搬送する物品１０を保持する。
【００２０】
天井走行車２は、さらに、落下防止カバー２５，２６と落下防止部２８とを有している。落下防止カバー２５，２６は、天井走行車２の進行方向における前後に設けられている。落下防止部２８は、落下防止カバー２５，２６から出没自在に配置されている。
【００２１】
障害物センサ３０は、走行方向前方の落下防止カバー２５の下部に、障害物センサ３１は、走行方向前方の落下防止カバー２５の前面に配置されている。障害物センサ３０は、ロードポート８へ向けて昇降台２４を下降させる際に、ロードポート８へアクセスしようとする人やロードポート８の付近に不用意に置かれた物品等の障害物を検出する。障害物センサ３１は、進行方向前方の所定の角度範囲内でかつ所定の距離内にある障害物を検出する。
【００２２】
［障害物センサ３１の構成］
図３は、本発明の一実施形態に係る障害物センサ３１の全体構成を示す制御機能ブロック図である。なお、障害物センサ３０についても同様の構成であるので、ここではその説明を省略する。
【００２３】
障害物センサ３１は、投光部から照射した光の位相と、前記光が被投射体で反射され受光部において受光した際の前記光の位相との差から前記被投射体までの距離を測定し、後述する方法により測定距離の精度を高めている。そして、障害物センサ３１は、主に、投光回路３８と、投受光器３２と、受光回路３９と、制御部４０とを備えている。投受光器３２は、投光素子（投光部）３６と、受光素子（受光部）３７と、投光ミラー３４と、受光ミラー３５と、パルスモータ３３とを有している。
【００２４】
投光回路３８は、後述する出力制御部４１により制御されて発光信号を発生し、これらの発光信号を、投光素子３６に入力させる。投光素子３６は、投光回路３８からの信号に基づいて高周波パルス光を照射する。投光ミラー３４は、投光素子３６より出射される出射光を被投射体Ｔに向けて反射させる。受光ミラー３５は、被投射体Ｔからの入射光を受光素子３７に向けて反射させる。パルスモータ３３は、投光ミラー３４と受光ミラー３５とを同一方向に向けて同時に回転させる。受光素子３７は、被投射体Ｔで反射した反射光を受光すると共に、その反射光を電気信号である受光信号に変換し、変換した受光信号を受光回路３９に入力させる。受光回路３９は、入力された受光信号を増幅すると共に、発光信号と受光信号とにおける位相変化を検出する。そして、受光回路３９は、位相変化を電気信号である検出信号に変換し、その検出信号を制御部４０に入力させる。
【００２５】
制御部４０は、投光回路３８、投受光器３２、受光回路３９の各種制御、測定距離の演算、測定距離の判定等を行う機能ブロックを有するマイクロコンピュータである。そして、制御部４０は、機能ブロックとしての出力制御部４１と、距離演算部４２と、第１判定部４３と、第２判定部４４と、第３判定部４５と、総合判定部４６とを備えている。
【００２６】
出力制御部４１は、３０ＭＨｚ（第１周波数）および３４ＭＨｚ（第２周波数）の２つの異なる周波数の変調光を投光素子３６が交互に出射するように投光回路３８を制御する。
【００２７】
距離演算部４２は、受光回路３９より入力される検出信号に基づいて被投射体Ｔまでの測定距離を演算する。
【００２８】
第１判定部４３は、連続する少なくとも２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて、距離演算部４２により演算された測定距離の互いの差が、第１所定範囲内にあるかを判定する。本実施形態においては、２回の３０ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離の差が、２０ｃｍの範囲内にあるかどうかを判定する。
【００２９】
第２判定部４４は、連続する少なくとも２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて、距離演算部４２により演算された測定距離の互いの差が、第２所定範囲内にあるかを判定する。本実施形態においては、２回の３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離の差が、２０ｃｍの範囲内にあるかどうかを判定する。
【００３０】
第３判定部４５は、少なくとも２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の平均値と、少なくとも２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の平均値との差を算出し、その平均値の差が１４ｃｍの範囲にあるかどうかを判定する。本実施形態においては、２回の３０ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離の平均値と、２回の３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離の平均値との差を算出し、その平均値の差が、１４ｃｍの範囲にあるかどうかを判定する。
【００３１】
総合判定部４６は、第１判定部４３、第２判定部４４および第３判定部４５の判定結果に基づいて、距離演算部４２によって演算された測定距離の正誤、すなわち、距離値を出力し、この距離を用いて障害物の存否判定を行うか否かを判定する。本実施形態においては、第１判定部４３が、３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された２回分の測定距離の差が２０ｃｍの範囲内にあると判定し、第２判定部が、３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された２回分の測定距離の差が２０ｃｍの範囲内にあると判定し、３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された２回分の測定距離の平均値と３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された２回分の測定距離の平均値との差が１４ｃｍの範囲内にあると判定した場合、距離演算部４２において演算された測定距離Ｄ１〜Ｄ４を用いて距離値を計算し出力する。
【００３２】
［障害物センサ３１の動作の説明］
ここでは、障害物センサ３１の動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００３３】
ステップＳ１においては、障害物センサ３１の初期化を行う。具体的には、内部データを初期化する。
【００３４】
ステップＳ２においては、障害物センサ３１が、Δθ（例えば、０．１８度）の１回転ステップ毎に距離測定を行いながら、例えば、１６０度の測定範囲の距離測定を行う。そして、制御部４０が、１６０度の範囲内の距離測定かどうかを判定する。ここで、１６０度の範囲内の測定を行っていると判断した場合にはステップＳ３に移行し、１６０度の範囲外の測定を行っていないと判断した場合には、もう一度ステップＳ２を繰り返す。
【００３５】
ステップＳ３においては、出力制御部４１による制御に従って投光回路３８が、投光素子３６から出力される変調光の周波数を切り換える。具体的には、３０ＭＨｚ（第１周波数）および３４ＭＨｚ（第２周波数）の周波数の変調光が、１ステップ回転毎に交互に出力されるように切換えられる。
【００３６】
ステップＳ４においては、距離演算部４２が、受光回路３９から入力される検出信号に基づいて被投射体Ｔまでの距離を演算する。具体的には、距離演算部４２は、投光回路３８が検出した投光素子３６から照射した変調光の位相と、変調光が被投射体Ｔで反射され受光素子３７において受光した際の変調光の位相との差、すなわち、位相変化に基づいて被投射体Ｔまでの距離を演算する。そして、演算された被投射体Ｔまでの距離が、記憶部４７に記憶される。
【００３７】
本実施形態においては、以下のステップＳ５〜ステップＳ１２において、ステップＳ４において演算された測定距離に誤りがないかを判定する機能を有している。ここでは、ステップＳ４において受光された３０ＭＨｚの変調光における測定距離を測定距離Ｄ１、測定距離Ｄ１を演算する１回前に３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離を測定距離Ｄ２、測定距離Ｄ１を演算する２回前に３０ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離を測定距離Ｄ３、測定距離Ｄ１を演算する３回前に３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離を測定距離Ｄ４とする４つの測定距離を使用して正誤判定を行う方法について具体的に説明する。
【００３８】
なお、変調光の周波数を変えながら１ステップ回転毎に行われる測定は、測定対象位置が移動するので、測定距離は厳密には一致しない。しかし、測定対象位置は、被投射物Ｔの外形に沿って移動するので、隣接する複数の点を比較しても距離の変化は少ない。本位相差方式の距離測定は、光波が往復する距離２Ｌが、その光波の１波長λよりも小さいという条件で測定が可能であり、変調周波数ｆによって測定不可能になる上限距離Ｌｍが決まるという原理を利用したものである。すなわち、光の速度をＣ（ｍ／ｓ）とすると、Ｌｍ＝Ｃ／２ｆであり、例えば、３０ＭＨｚと３４ＭＨｚとで測定を行うと、それぞれ上限距離Ｌｍは、５．０ｍ、４．４ｍとなる。ここで両者を比較すると、図５に示すように、３０ＭＨｚでは、５．０ｍに達した時に測定距離が０ｍ、３４ＭＨｚでは、４．４ｍに達した時に測定距離が０ｍとなる。このため、測定距離Ｌが、４．４ｍ≦距離Ｌ＜５．０ｍの位置では、差が４．４ｍ、５．０ｍ以上の位置では、０．６ｍの差が生じる。本位相差方式の距離測定は、この関係を利用することにより、測定可能範囲の測定値のみを正しいデータとして取り出している。
【００３９】
ステップＳ５においては、第１判定部４３が、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内（第１所定範囲内）に納まっているかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ４において演算された測定距離Ｄ１と測定距離Ｄ３との差が、２０ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定する。そして、第１判定部４３が、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内にあると判定した場合はステップＳ６に移行し、２０ｃｍ以内にないと判定した場合はステップＳ１２に移行する。
【００４０】
ステップＳ６においては、第１判定部４３が、ステップＳ５における測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１を計算する。
【００４１】
ステップＳ７においては、第２判定部４４が、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内（第２所定範囲内）に納まっているかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ４において演算された測定距離Ｄ２と測定距離Ｄ４との差が、２０ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定する。そして、第２判定部４４が、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内にあると判定した場合はステップＳ８に移行し、２０ｃｍ以内にないと判定した場合はステップＳ１２に移行する。
【００４２】
ステップＳ８においては、第２判定部４４が、ステップＳ７における測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２を計算する。
【００４３】
ステップＳ９においては、第３判定部４５が、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の平均値と、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離の平均値との差を算出し、これらの平均値の差が１４ｃｍ（第３所定範囲）以内に納まっているかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ６において演算された測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１と、ステップＳ８において演算された測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２との差が、１４ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定する。そして、第３判定部４５が、平均値Ｄａ１と平均値Ｄａ２との差が１４ｃｍ以内にあると判定した場合はステップＳ１０に移行し、１４ｃｍ以内にないと判定した場合はステップＳ１２に移行する。
【００４４】
ステップＳ１０においては、第３判定部４５が、ステップＳ７における測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１と、測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２との平均値Ｄａを計算する。
【００４５】
ステップＳ１１においては、総合判定部４６が、ステップＳ１０において計算された平均値Ｄａの正誤を判定する。具体的には、総合判定部４６は、第１判定部４３、第２判定部４４および第３判定部４５の判定結果に基づいてステップＳ１０において計算された平均値Ｄａを距離値として出力するかどうかを判定する。ここでは、平均値Ｄａを距離値として出力し、障害物の存否判定を行っている。
【００４６】
ステップＳ１２においては、総合判定部４６が、測定距離Ｄ１〜Ｄ４の正誤を判定する。具体的には、総合判定部４６は、第１判定部４３、第２判定部４４および第３判定部４５の判定結果に基づいて測定距離Ｄ１〜Ｄ４を距離値として出力するかどうかを判定する。ここでは、総合判定部４６は、測定距離Ｄ１〜Ｄ４を距離値として出力しないように判定し、このとき、障害物は無いと判断している。
【００４７】
そして、上記ステップＳ３〜ステップＳ１２の判定は、繰り返し行われる。
以上、本実施形態の障害物センサ３１は、３０ＭＨｚおよび３４ＭＨｚの２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光素子３６を制御する出力制御部４１と、受光素子３７において受光された変調光に基づいて被投射体Ｔまでの測定距離を演算する距離演算部４２と、２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離Ｄ１，Ｄ３の差が、２０ｃｍ以内（第１所定範囲）にあるかを判定する第１判定部４３と、２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離Ｄ２，Ｄ４の差が、２０ｃｍ以内（第２所定範囲）にあるかを判定する第２判定部４４と、第１判定部４３と第２判定部４４との判定結果に基づき、距離演算部４２によって演算された測定距離Ｄ１〜Ｄ４の正誤を判定する総合判定部４６とを備えている。これにより、各周波数の変調値から演算される測定距離のばらつきの影響を抑制することができるので、進行方向前方の所定の角度範囲内でかつ所定の距離内にある障害物を精度良く検出することが可能となる。この結果、天井走行車２を運転するにあたって、天井走行車２における走行および停止等の判断を的確にできるようになる。
【００４８】
さらに、本実施形態の障害物センサ３１では、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１と、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光に基づいて演算された測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２との差を算出し、その平均値の差が１４ｃｍ以内（第３所定範囲）に納まっているかどうかを判定する第３判定部４５を備えている。これにより、測定距離のばらつきの影響をさらに抑制することが可能となるので、測定精度をより高めることができる。
【００４９】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５０】
（Ａ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、ステップＳ５において、第１判定部４３が、連続する２回の３０ＭＨｚの変調光（測定距離Ｄ１と測定距離Ｄ３）によって演算された測定距離の差が、２０ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定し、ステップＳ７において、第２判定部４４が、連続する２回の３４ＭＨｚの変調光によって演算された測定距離（測定距離Ｄ２と測定距離Ｄ４）の差が、２０ｃｍ以内に納まっているかどうかを判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５１】
例えば、ステップＳ５，Ｓ７において第１判定部，第２判定部は、連続する３回以上の測定距離のそれぞれの差が所定範囲に納まっているかを判定してもよい。また、連続するものに限らなくてもよい。この場合、測定回数を増やせば増やすほど測定精度および測定距離の正誤判断の精度は向上するが、それと比例して制御部における処理時間が長くなるので、制御部の処理スペックや天井走行車の走行速度等を考慮して最適な測定回数を設定することが望ましい。
【００５２】
（Ｂ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、測定距離を正誤判定するための第１判定部４３および第２判定部４４の測定回数をそれぞれ同じ２回とする例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】
例えば、第１判定部においては２回、第２判定部においては３回等、第１判定部における判定と第２判定部における判定の際の測定回数は互いに異なっていてもよい。
【００５４】
（Ｃ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、出力制御部４１が、３０ＭＨｚおよび３４ＭＨｚの２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光素子３６を制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５５】
例えば、出力制御部は、５０ＭＨｚおよび４３ＭＨｚの２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように投光素子を制御してもよい。この場合も、上記の実施形態に係る障害物センサ３１と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
（Ｄ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、第１判定部４３、第２判定部４４、第３判定部４５がそれぞれ行う判定をステップＳ５からステップＳ９の順番で実行する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５７】
（Ｅ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、第１判定部４３、第２判定部４４、第３判定部４５の全てにおける各判定値（測定距離Ｄ１と測定距離Ｄ３との差、測定距離Ｄ２と測定距離Ｄ４との差、測定距離Ｄ１，Ｄ３の平均値Ｄａ１と、測定距離Ｄ２，Ｄ４の平均値Ｄａ２との差）が各所定範囲内にあると判定した場合に、測定距離Ｄ１が正しいと判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
例えば、総合判定部は、第１判定部と第２判定部における各値が各所定範囲内にあると判定したとき測定距離は正しいと判定してもよい。また、総合判定部は、第１判定部および第２判定部において各判定値が所定範囲にはないと判定した場合であっても、第３判定部において判定値が所定範囲内にあると判定したときには測定距離が正しいと判定してもよい。
【００５９】
（Ｆ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、総合判定部４６が、第１判定部４３の判定結果に基づいて正誤判定を実行し、第２判定部４４の判定結果に基づいて正誤判定を実行し、第３判定部４５の判定結果に基づいて正誤判定を実行するという逐次実行型の例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６０】
例えば、総合判定部が、第１判定部、第２判定部、第３判定部のそれぞれが判定を行った後に総合的に正誤判定するといった方法であってもよい。
【００６１】
（Ｇ）
上記実施形態の障害物センサ３１では、制御部４０における機能ブロックとして、出力制御部４１、距離演算部４２、第１判定部４３、第２判定部４４、第３判定部４５、総合判定部４６、記憶部４７を構成する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６２】
例えば、マイクロコンピュータに含まれている機能ブロックとしてではなく、上述した各ステップを含む測定距離の正誤判定方法をコンピュータに実行させる正誤判定プログラムとして本発明を実現することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、測定精度を向上させた光測距装置を提供することが可能になるため、例えば、無人走行車や移動ロボット等に搭載される光測距装置として広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る障害物センサを含む天井走行車の側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る障害物センサを含む天井走行車の前方側面図。
【図３】図１に含まれる障害物センサの制御機能ブロック図。
【図４】図１に含まれる障害物センサにおける正誤判定のフローチャート。
【図５】位相検出による距離測定の原理を説明するブロック図。
【符号の説明】
【００６５】
２ 天井走行車
４ 走行レール
８ ロードポート
１０ 物品
１２ 台車
１４ 受電装置
１６ フレーム
１８ 横送り部
２０ θドライブ
２２ 昇降駆動部
２４ 昇降台
２５ 落下防止カバー
２８ 落下防止部
３０，３１ 障害物センサ（光測距装置）
３２ 投受光器
３３ パルスモータ
３４ 投光ミラー
３５ 受光ミラー
３６ 投光素子（投光部）
３７ 受光素子（受光部）
３８ 投光回路
３９ 受光回路
４０ 制御部
４１ 出力制御部
４２ 距離演算部
４３ 第１判定部
４４ 第２判定部
４５ 第３判定部
４６ 総合判定部
４７ 記憶部
Ｔ 被投射体
ａ 検知エリア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光部から照射した光の位相と、前記光が被投射体で反射され受光部において受光した際の前記光の位相との差から前記被投射体までの距離を測定する光測距装置であって、
第１周波数および第２周波数の２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように前記投光部を制御する出力制御部と、
前記受光部において受光された前記変調光に基づいて前記被投射体までの測定距離を演算する距離演算部と、
２回以上の前記第１周波数の前記変調光に基づいて演算された前記測定距離の互いの差が、第１所定範囲内にあるかを判定する第１判定部と、
２回以上の前記第２周波数の前記変調光に基づいて演算された前記測定距離の互いの差が、第２所定範囲内にあるかを判定する第２判定部と、
前記第１判定部と前記第２判定部との判定結果に基づき、前記距離演算部によって演算された前記測定距離の正誤を判定する総合判定部と、
を備えている、光測距装置。
【請求項２】
２回以上の前記第１周波数の前記変調光に基づいて演算された前記測定距離の平均値と、２回以上の前記第２周波数の前記変調光に基づいて演算された前記測定距離の平均値との差を算出し、前記平均値の差が第３所定範囲内にあるかを判定する第３判定部をさらに備えており、
前記総合判定部は、前記第３判定部の判定結果に基づいて前記測定距離の正誤判定を行う、
請求項１に記載の光測距装置。
【請求項３】
前記第１判定部と前記第２判定部とは、それぞれ２回の連続する前記変調光に基づいて演算される前記測定距離を用いてそれぞれ判定する、
請求項１または２に記載の光測距装置。
【請求項１】
投光部から照射した光の位相と、前記光が被投射体で反射され受光部において受光した際の前記光の位相との差から前記被投射体までの距離を測定する光測距装置であって、
第１周波数および第２周波数の２つの異なる周波数の変調光を交互に出射するように前記投光部を制御する出力制御部と、
前記受光部において受光された前記変調光に基づいて前記被投射体までの測定距離を演算する距離演算部と、
２回以上の前記第１周波数の前記変調光に基づいて演算された前記測定距離の互いの差が、第１所定範囲内にあるかを判定する第１判定部と、
２回以上の前記第２周波数の前記変調光に基づいて演算された前記測定距離の互いの差が、第２所定範囲内にあるかを判定する第２判定部と、
前記第１判定部と前記第２判定部との判定結果に基づき、前記距離演算部によって演算された前記測定距離の正誤を判定する総合判定部と、
を備えている、光測距装置。
【請求項２】
２回以上の前記第１周波数の前記変調光に基づいて演算された前記測定距離の平均値と、２回以上の前記第２周波数の前記変調光に基づいて演算された前記測定距離の平均値との差を算出し、前記平均値の差が第３所定範囲内にあるかを判定する第３判定部をさらに備えており、
前記総合判定部は、前記第３判定部の判定結果に基づいて前記測定距離の正誤判定を行う、
請求項１に記載の光測距装置。
【請求項３】
前記第１判定部と前記第２判定部とは、それぞれ２回の連続する前記変調光に基づいて演算される前記測定距離を用いてそれぞれ判定する、
請求項１または２に記載の光測距装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１４５０２（Ｐ２０１０−１４５０２Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７３９３６（Ｐ２００８−１７３９３６）
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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