寸法計測装置および車両の寸法計測装置ならびに車両の寸法計測方法
【課題】高精度で寸法計測ができる。
【解決手段】路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光S1および第2スリット光S2を同一投光面F上で上下に異なる位置から投光する第1投光器1および第2投光器2と、車両Mの上方から前記第1スリット光S1および第2スリット光S2による路面の反射光エッジe1,e1’,e2,e2’の位置をそれぞれ検出する撮像装置3A,3Bと、撮像装置3A,3Bにより検出された2つの車両の反射光エッジe1,e1’,e2,e2’の座標から車両Mの光切断面上の検出位置を求め、2つの検出位置から光切断面上の車両Mの寸法Wを演算する演算処理装置とを具備した。
【解決手段】路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光S1および第2スリット光S2を同一投光面F上で上下に異なる位置から投光する第1投光器1および第2投光器2と、車両Mの上方から前記第1スリット光S1および第2スリット光S2による路面の反射光エッジe1,e1’,e2,e2’の位置をそれぞれ検出する撮像装置3A,3Bと、撮像装置3A,3Bにより検出された2つの車両の反射光エッジe1,e1’,e2,e2’の座標から車両Mの光切断面上の検出位置を求め、2つの検出位置から光切断面上の車両Mの寸法Wを演算する演算処理装置とを具備した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、たとえば不特定の車両を、許容寸法がある車庫に入庫する際に、入庫の可否を判断するために、高精度で寸法を測定する寸法計測装置および車両の寸法計測装置ならびに方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、不特定の車両が入庫される機械式駐車設備では、たとえば特許文献1に示すように、入庫前に車長や車幅、高さなどの寸法計測が実施されている。特許文献1の車幅測定センサは、通路の上方に設けられた幅方向に配列された複数の半導体レーザおよびCCDセンサカメラと、路面に設置された乱反射板とで構成されている。
【特許文献1】特開平11−7600号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記構成では、車体が半導体レーザを遮ることで車幅を計測するが、車幅の最大部分は左右のドアミラー間であり、ドアミラー周辺部は形状が複雑であるため、遮られるレーザ光の本数や光量も少なく、安定した計測ができず、計測精度を上げるのは困難であるという問題があった。
【0004】
本発明は上記問題点を解決して、高精度で寸法計測ができる寸法計測装置および車両の寸法計測装置ならびに車両の寸法計測方法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】
【0005】
請求項1記載の寸法計測装置は、載置面上の計測体に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、前記第1スリット光および第2スリット光による載置面の反射光を計測体の上方から検出して、反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された2つの前記反射光エッジの位置から前記投光面における計測体の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の計測体の寸法を演算する演算手段と、を具備したものである。
【0006】
請求項2記載の発明は、第1投光手段および第2投光手段を一体に回動させて第1スリット光および第2スリット光をスキャンさせる投光走査手段を設けたものである。
請求項3記載の発明は、載置面上の計測体に上方から第1スリット光および第2スリット光を互いに平行な投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、前記計測体を第1投光手段と第2投光手段の配列方向に移動させる移動手段と、前記計測体の移動速度を検出する速度検出手段と、前記第1スリット光および第2スリット光の載置面の反射光を計測体の上方から検出して反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、前記速度検出手段により検出された計測体の速度に基いて、前記エッジ検出手段により検出された2つの反射光エッジを有する光切断面を一致させ、前記反射光エッジの位置から前記計測体の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の計測体の寸法を演算する演算手段と、を具備したものである。
【0007】
請求項4記載の発明は、路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、前記第1スリット光および第2スリット光による路面の反射光を車両の上方から検出して、反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された2つの前記反射光エッジの位置から前記投光面における車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する演算手段と、を具備したものである。
【0008】
請求項5記載の発明は、路面上を移動する車両に上方から第1スリット光および第2スリット光を互いに平行な投光面上で投光するとともに、上下に異なる位置でかつ車両の移動方向に離間して配置された第1投光手段および第2投光手段と、前記車両の移動速度を検出する速度検出手段と、前記第1スリット光および第2スリット光の路面の反射光を車両の上方から検出して反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、前記速度検出手段により検出された車両の速度に基いて、前記エッジ検出手段により検出された2つの反射光エッジを有する光切断面を一致させ、前記反射光エッジの位置から前記車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する演算手段とを具備したものである。
【0009】
請求項6記載の発明は、第1投光手段および第2投光手段は、車両の上方で計測寸法の両側にそれぞれ配置され、左右の第1スリット光および第2スリット光は、車両の両側で同一平面上の光切断面を計測するように構成されたものである。
【0010】
請求項7記載の発明は、路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光し、車両の上方から前記第1スリット光および第2スリット光による路面の反射光エッジの位置をそれぞれ検出し、検出された2つの反射光エッジの位置から前記投光面における車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算するものである。
【発明の効果】
【0011】
請求項1記載の発明によれば、第1,第2投光手段により、計測体の上方で異なる高さ位置からを同一投光面上に沿って計測体に投光し、エッジ検出手段により載置面の第1,第2スリット光の反射光エッジをそれぞれ検出し、演算手段により光切断面上の寸法を計測するので、計測体の寸法を高精度で検出することができる。
【0012】
請求項2記載の発明によれば、投光走査手段により第1投光手段と第2投光手段を一体に回動させてスキャンすることで、停止された計測体の寸法を高精度で検出することができる。
【0013】
請求項3記載の発明によれば、第1,第2投光手段により、第1,第2スリット光を互いに平行な投光面に沿って投光し、エッジ検出手段により載置面の反射光のエッジを検出し、速度検出手段の検出値に基いて光切断面を一致させて光切断面上の計測体の寸法を演算するので、移動する計測体の寸法をより高精度で検出することができる。
【0014】
請求項5記載の発明によれば、第1,第2スリット光を互いに平行な投光面に沿って投光し、路面の反射光エッジを検出し、速度検出手段の検出値に基いて光切断面を一致させて光切断面上の車両の寸法を演算するので、走行する車両の寸法をより高精度で検出することができる。
【0015】
請求項6記載の発明によれば、車両の上方で両側に第1,第2投光手段を配置したので、路面に反射される反射光の範囲を狭くして全体をコンパクトに構成することができる。
請求項7記載の発明によれば、上方で異なる高さ位置から第1,第2スリット光を同一投光面上に沿って車両に投光し、路面の反射光のエッジを検出して光切断面上の寸法を計測するので、車両の光切断面の寸法を高精度で検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この計測装置は、いわゆるスリット光投影法(別名、光切断法という)を採用し、図1(a)に示すように、車両Mの上方で高さの異なる位置の第1投光器1および第2投光器2から同一投光面F上で(たとえば波長やパルスなど時差照射により)識別可能な2つのスリット光S1,S2を投光し、たとえばCCD素子やCMOS素子などを有する検出器、ここでCCD撮像装置3により、これら2つのスリット光S1,S2の路面の反射光を検出し、画像処理により反射光エッジe1,e1’,e2,e2’の位置(座標)をそれぞれ求める。そして各反射光エッジe1,e1’,e2,e2’と、基準位置(ここでは第1,第2投光器1,2を通る鉛直線)間のそれぞれの距離(寸法)w1,w1’,w2,w2’と、第1投光器1および第2投光器2の高さH1,H2と、により車両Mの最大の車幅(ここでは左右のドアミラー間の幅をいう)Wを測定する。なお、ここで「反射光エッジ」は、路面上で車両で光切断された反射光の端部をいい、路面上の反射光の終端部ではない。また、ここで「光切断面」とは、スリット光S1,S2の投光面F上の車両Mの断面をいう。
【0017】
車幅Wの演算は、たとえばスリット光の投光面における関係を示す図2のように、車幅方向と高さ方向の平面座標(x,z)を想定し、この平面座標上で、第1投光器1の座標(0,z1)と反射光エッジe1,e1’の座標(x1,0),(−x1’,0)とを結ぶ直線L1,L1’と、第2投光器2の座標(0,z2)と反射光エッジe2,e2’の座標(x2,0),(−x2’,0)の座標とを結ぶ直線L2,L2’の交点(計測対象点)P,P’の座標(x,z),(−x’,−z’)をそれぞれ演算し、光切断面における交点P,P’の距離、すなわち左右のドアミラーの外端寸法を最大車幅Wとして求めるものである。
[実施の形態1]
実施の形態1は、機械式立体駐車設備の入口などに設置される車両寸法計測装置で、車両Mの最大幅を検出することにより、最大車幅Wに対応した駐車室に入庫させるもので、図1〜図4を参照して説明する。
【0018】
路面(載置面)上の車両(計測体)Mに、上方から識別可能な第1スリット光S1および第2スリット光S2を同一投光面F上で上下に異なる位置から投光する第1投光器(第1投光手段)1および第2投光器(第2投光手段)2と、車両Mの上方から前記第1スリット光S1および第2スリット光S2による路面反射光(載置面反射光)を撮像するCCD撮像装置3A,3Bと、路面反射光画像を画像処理して反射光エッジe1,e2とe1’,e2’の位置をそれぞれ検出する図4に示す画像処理装置4A,4Bと、前記車両の反射光エッジe1,e1’,e2,e2’の位置から車両Mの光切断面上の車幅(寸法)を演算する図4に示す演算処理装置(演算手段)5を具備している。前記撮像装置3A,3Bと画像処理装置4A,4Bとでエッジ検出手段が構成される。
【0019】
ここで前記第1,第2投光器1,2が鉛直投光面Fを通る鉛直線(基準位置)O上に配置され、また撮像装置3A,3Bも第1,第2投光器1,2の鉛直線O上で上方位置に配置されている。
【0020】
第1投光器1および第2投光器2は、それぞれたとえばスリット光S1,S2が波長(色)の異なる光が投射されるもので、たとえばレーザ光源からの光をシンドリカルレンズやポリゴンミラーなどを介して投射したり、または白色光源をスリットマスクと投光レンズを介して投射したり、あるいはライン状LEDの光を投光レンズを介してスリット光S1,S2を形成している。なお、ここではシンドリカルレンズを使用し放射状にスリット光を発生するものが使用される。
【0021】
また撮像装置3A,3Bは、波長の異なるスリット光S1,S2をそれぞれ波長に対応したフィルタを具備し、路面に投射されたスリット光S1,S2をフィルタを介して検出している。
【0022】
なお、スリット光S1,S2に照射タイミングの異なるパルス光を使用し、撮像装置に設けられたパルス周期検出部を介してスリット光S1,S2を識別してもよい。
図4に示すように、2つの撮像装置3A,3Bの画像信号は画像処理装置4A,4Bにおいて、エッジ検出部により反射光エッジe1,e2,e1’,e2’の位置が検出され、座標演算部により反射光エッジe1,e2,e1’,e2’の座標位置x1,x2,x1’,x2’がそれぞれ求められる。そして演算処理装置5に入力されて最大車幅Wが演算される。またこの演算処理装置5からスリット光照射処理部9A,9Bを介して第1,第2投光器1,2に操作信号が出力される。
【0023】
ところで、最大幅Wは車種により大きく異なっている。したがって、車両Mに対して、第1投光器1および第2投光器2から一定時間ごとにスリット光S1,S2を投光し、演算処理装置5では、複数の計測画像を取得して車両Mの同一位置をスリット光で切断した計測画像どうしを使って車幅を求め、それらを比較し最大車幅Wを求めている。そして最大車幅Wの演算値に基いて、この車両Mの入庫の可否が決定され、入庫可の場合には入庫する駐車室が決定され、入庫バースに誘導されて乗員が降車した後、目的の駐車室に運ばれる。ここで入庫用昇降装置や搬送台車などを操作する入庫操作装置6に操作信号が出力される。またたとえばドアミラーが開いていると確認された場合、運転者が乗っているような時にはドアミラー開閉警告装置7に操作信号が出力される。また得られた車両のデータは、車両データ記録装置8に記録される。
【0024】
なお、スリット光S1,S2が投光される投光面Fを鉛直面としたが、傾斜した平面であってもよい。
[実施の形態2]
図5〜図8を参照して実施の形態2を説明する。なお、実施の形態1と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。実施の形態2では、スリット光S1,S2の投光面F1,F2を2箇所に設けたものである。
【0025】
すなわち、投光面F1,F2は、車両Mの前後走行方向にLだけ離間し、かつ互いに平行配置されるもので、所定の周期で撮像される撮像装置3A,3Bの画像を処理する車両速度検出装置(移動速度検出手段)31を具備している。
【0026】
前記車両速度検出装置31は、図8に示すように、車両前端検出部32A.32Bにより、撮像装置3A,3Bにより撮像された画像から、車両Mの前端部が最初に撮像された画像を選択し、座標演算部33A,33Bにより前記画像から車両Mの前端部の座標を特定し、時間差検出部34により撮像装置3A,3Bの設置位置データと前記座標位置から時間差と距離とを演算し、速度検出部35により車両Mの速度を求めるように構成されている。
【0027】
したがって、演算処理装置5では、車両速度検出装置31により検出された車両Mの速度から、撮像装置3A,3Bにより所定の周期でに撮像された各画像のうち、最初に検出された反射光エッジe2,e2’の最大幅の画像と、これと同一の光切断面となる車両Mの同一位置の画像を選択し、同一となる光切断面画像のそれぞれの座標を用いて反射光エッジの座標から、光切断面上の最大車幅Wを演算するように構成している。
【0028】
なお、前後の投光面F1,F2におけるスリット光S1,S2の撮像装置3A,3Bの撮像タイミングは同一の光切断面が得られるように設定されているが、車両M毎の走行速度が異なると、光切断面が位置ずれするおそれがある。そこで、投光面F1,F2の離間距離Lと車両速度検出装置31による車両Mの検出速度から、進行方向前方の投光面F1のスリット光S1の撮像タイミングを計算して、撮像装置3Aによるスリット光S1の撮像タイミングを、撮像装置3Bの撮像タイミングに対してずらせる時間調整(但し、撮像装置3A,3Bの撮像周期は同じ)を行うことで、光切断面を一致させている。
【0029】
また、上記実施の形態2では実施の形態1と同じく波長の異なるスリット光S1,S2をそれぞれの波長に対応したフィルタにより識別検出することを前提とし、さらにスリット光S1,S2は連続照射することを前提に説明したが、パルス光をスリット光S1,S2として用いる場合は、前述の撮像タイミングの時間調整に応じて、パルス光の照射タイミングを時間調整することになる。もちろん、照射周期は撮像周期と同じとなる。
【0030】
上記実施の形態2によれば、走行移動中の車両であっても、最大車幅Wを高精度で検出することができる。
なお、上記車両速度検出装置31に替えて、レーザ式の車両速度検出装置であってもよい。
【0031】
[実施の形態3]
図9〜図11を参照して実施の形態3を説明する。なお、実施の形態1と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。実施の形態1では、第1,第2スリット光S1,S2の投光面Fを車両幅方向の鉛直面上に固定して配置したが、実施の形態3では、車両Mの上方で車両幅方向の水平軸心OHを中心に所定角度αの範囲で往復回動する回動投光面Fs上に、第1,第2スリット光S1,S2が位置するようにそれぞれスキャニングし、停止された車両Mの最大幅Wを計測するものである。
【0032】
図8,図9に示すように、第1投光器1および第2投光器2がたとえば支持部材により投光面が一致するように一体化され、前記支持部材を水平軸心OHを中心に往復回動させるスキャニング装置(投光走査手段)21が設けられ、スリット光掃引処理部12によりスキャニング装置21が制御される。そしてスキャニング装置21により水平軸心OH周りに回動投光面Fsを所定角度範囲αで往復回動させる。この回動投光面Fsの傾斜角θは、スキャン角検出器22により検出されて画像処理装置4A,4Bの座標演算部に入力される。
【0033】
演算処理装置では、図11に示すように、車幅方向xと前後方向yと高さ方向zの三次元座標を想定し、回動中心が第2投光器2を通るとすると、第1投光器1の座標(0,ya,za)と撮像装置3Aに検出された座標(x1,ys,0),(−x1’,ys,0)とを結ぶ線L1,L1’と、第2投光器2の座標(0,0,z2)と撮像装置3Bに検出された座標(x2,ys,0),(−x2’,ys,0)とを結ぶ線L2,L2’との交点P,P’の座標(x,y,z),(−x’,−y’,−z’)を求め、最大車幅Wとして演算する。ここでスキャン角θとすると、ya=(H2−H1)sinθ,za=H2−(H2−H1)cosθ、またys=H2tanθである。
【0034】
上記実施の形態3によれば、回動投光面Fsを回動させて第1,第2スリット光S1,S2をそれぞれ車両の長さ方向にスキャニングさせることにより、停止された車両Mの最大車幅Wを高精度で検出することができる。
【0035】
[実施の形態4]
実施の形態1〜3では、車両Mの上方で中央部に第1,第2投光器1,2および撮像装置3A,3Bを設けたが、実施の形態4では、図12に示すように、車両Mの左右両側にそれぞれ第1,第2投光器1,2および撮像装置3A,3Bを配置している。
【0036】
ここでは、撮像装置3A,3Bもそれぞれ両側に2組設置したが、仮想線で示すように、車両Mの中央部上方に1組であってもよい。
上記実施の形態4によれば、反射スリット光を受ける路面が狭かったり、天井部が低い場合でも、容易に設置することができ、コンパクトに構成することができ、また車両Mの最大車幅Wを高精度で検出することができる。
【0037】
なお、車両Mの左右両側に設けられた第1,第2投光器1,2および撮像装置3A,3Bを、実施の形態2と同様に前後に配置してもよく、実施の形態3と同様に、スキャンさせることもできる。
【0038】
また計測対象となる計測体は、車両に限るもりのではなく、コンベヤなどで搬送されてくる不特定の寸法の物品や商品、農作物などを計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明に係る車両の寸法計測装置の実施の形態1を示す正面図である。
【図2】同車両の寸法計測装置の演算処理装置における座標の説明図である。
【図3】同車両の寸法計測装置の全体斜視図である。
【図4】同車両の寸法計測装置の構成図である。
【図5】本発明に係る車両の寸法計測装置の実施の形態2を示す全体斜視図である。
【図6】(a)(b)はそれぞれ車両の寸法計測装置の計測画を示す模式図である。
【図7】同車両の寸法計測装置の構成図である。
【図8】同寸法計測装置に設けられる速度検出器の別の形態を示す構成図である。
【図9】本発明に係る車両の寸法計測装置の実施の形態3を示す全体斜視図である。
【図10】同車両の寸法計測装置の構成図である。
【図11】同車両の寸法計測装置の演算処理装置における座標の説明図である。
【図12】本発明に係る車両の寸法計測装置の実施の形態4を示す正面図である。
【符号の説明】
【0040】
M 車両
W 最大車幅
S1 第1スリット光
S2 第2スリット光
e1,e1’ 反射光エッジ
e2,e2’ 反射光エッジ
1 第1投光器
2 第2投光器
3A,3B 撮像装置
4A,4B 画像処理装置
5 演算手段
6 入庫操作装置
7 ドアミラー開閉警告装置
8 車両データ記録装置
9A,9B スリット光掃引処理部
11 速度検出器
21 スキャン装置
22 スキャン角検出器
31 車両速度検出装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、たとえば不特定の車両を、許容寸法がある車庫に入庫する際に、入庫の可否を判断するために、高精度で寸法を測定する寸法計測装置および車両の寸法計測装置ならびに方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、不特定の車両が入庫される機械式駐車設備では、たとえば特許文献1に示すように、入庫前に車長や車幅、高さなどの寸法計測が実施されている。特許文献1の車幅測定センサは、通路の上方に設けられた幅方向に配列された複数の半導体レーザおよびCCDセンサカメラと、路面に設置された乱反射板とで構成されている。
【特許文献1】特開平11−7600号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記構成では、車体が半導体レーザを遮ることで車幅を計測するが、車幅の最大部分は左右のドアミラー間であり、ドアミラー周辺部は形状が複雑であるため、遮られるレーザ光の本数や光量も少なく、安定した計測ができず、計測精度を上げるのは困難であるという問題があった。
【0004】
本発明は上記問題点を解決して、高精度で寸法計測ができる寸法計測装置および車両の寸法計測装置ならびに車両の寸法計測方法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】
【0005】
請求項1記載の寸法計測装置は、載置面上の計測体に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、前記第1スリット光および第2スリット光による載置面の反射光を計測体の上方から検出して、反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された2つの前記反射光エッジの位置から前記投光面における計測体の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の計測体の寸法を演算する演算手段と、を具備したものである。
【0006】
請求項2記載の発明は、第1投光手段および第2投光手段を一体に回動させて第1スリット光および第2スリット光をスキャンさせる投光走査手段を設けたものである。
請求項3記載の発明は、載置面上の計測体に上方から第1スリット光および第2スリット光を互いに平行な投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、前記計測体を第1投光手段と第2投光手段の配列方向に移動させる移動手段と、前記計測体の移動速度を検出する速度検出手段と、前記第1スリット光および第2スリット光の載置面の反射光を計測体の上方から検出して反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、前記速度検出手段により検出された計測体の速度に基いて、前記エッジ検出手段により検出された2つの反射光エッジを有する光切断面を一致させ、前記反射光エッジの位置から前記計測体の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の計測体の寸法を演算する演算手段と、を具備したものである。
【0007】
請求項4記載の発明は、路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、前記第1スリット光および第2スリット光による路面の反射光を車両の上方から検出して、反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された2つの前記反射光エッジの位置から前記投光面における車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する演算手段と、を具備したものである。
【0008】
請求項5記載の発明は、路面上を移動する車両に上方から第1スリット光および第2スリット光を互いに平行な投光面上で投光するとともに、上下に異なる位置でかつ車両の移動方向に離間して配置された第1投光手段および第2投光手段と、前記車両の移動速度を検出する速度検出手段と、前記第1スリット光および第2スリット光の路面の反射光を車両の上方から検出して反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、前記速度検出手段により検出された車両の速度に基いて、前記エッジ検出手段により検出された2つの反射光エッジを有する光切断面を一致させ、前記反射光エッジの位置から前記車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する演算手段とを具備したものである。
【0009】
請求項6記載の発明は、第1投光手段および第2投光手段は、車両の上方で計測寸法の両側にそれぞれ配置され、左右の第1スリット光および第2スリット光は、車両の両側で同一平面上の光切断面を計測するように構成されたものである。
【0010】
請求項7記載の発明は、路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光し、車両の上方から前記第1スリット光および第2スリット光による路面の反射光エッジの位置をそれぞれ検出し、検出された2つの反射光エッジの位置から前記投光面における車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算するものである。
【発明の効果】
【0011】
請求項1記載の発明によれば、第1,第2投光手段により、計測体の上方で異なる高さ位置からを同一投光面上に沿って計測体に投光し、エッジ検出手段により載置面の第1,第2スリット光の反射光エッジをそれぞれ検出し、演算手段により光切断面上の寸法を計測するので、計測体の寸法を高精度で検出することができる。
【0012】
請求項2記載の発明によれば、投光走査手段により第1投光手段と第2投光手段を一体に回動させてスキャンすることで、停止された計測体の寸法を高精度で検出することができる。
【0013】
請求項3記載の発明によれば、第1,第2投光手段により、第1,第2スリット光を互いに平行な投光面に沿って投光し、エッジ検出手段により載置面の反射光のエッジを検出し、速度検出手段の検出値に基いて光切断面を一致させて光切断面上の計測体の寸法を演算するので、移動する計測体の寸法をより高精度で検出することができる。
【0014】
請求項5記載の発明によれば、第1,第2スリット光を互いに平行な投光面に沿って投光し、路面の反射光エッジを検出し、速度検出手段の検出値に基いて光切断面を一致させて光切断面上の車両の寸法を演算するので、走行する車両の寸法をより高精度で検出することができる。
【0015】
請求項6記載の発明によれば、車両の上方で両側に第1,第2投光手段を配置したので、路面に反射される反射光の範囲を狭くして全体をコンパクトに構成することができる。
請求項7記載の発明によれば、上方で異なる高さ位置から第1,第2スリット光を同一投光面上に沿って車両に投光し、路面の反射光のエッジを検出して光切断面上の寸法を計測するので、車両の光切断面の寸法を高精度で検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この計測装置は、いわゆるスリット光投影法(別名、光切断法という)を採用し、図1(a)に示すように、車両Mの上方で高さの異なる位置の第1投光器1および第2投光器2から同一投光面F上で(たとえば波長やパルスなど時差照射により)識別可能な2つのスリット光S1,S2を投光し、たとえばCCD素子やCMOS素子などを有する検出器、ここでCCD撮像装置3により、これら2つのスリット光S1,S2の路面の反射光を検出し、画像処理により反射光エッジe1,e1’,e2,e2’の位置(座標)をそれぞれ求める。そして各反射光エッジe1,e1’,e2,e2’と、基準位置(ここでは第1,第2投光器1,2を通る鉛直線)間のそれぞれの距離(寸法)w1,w1’,w2,w2’と、第1投光器1および第2投光器2の高さH1,H2と、により車両Mの最大の車幅(ここでは左右のドアミラー間の幅をいう)Wを測定する。なお、ここで「反射光エッジ」は、路面上で車両で光切断された反射光の端部をいい、路面上の反射光の終端部ではない。また、ここで「光切断面」とは、スリット光S1,S2の投光面F上の車両Mの断面をいう。
【0017】
車幅Wの演算は、たとえばスリット光の投光面における関係を示す図2のように、車幅方向と高さ方向の平面座標(x,z)を想定し、この平面座標上で、第1投光器1の座標(0,z1)と反射光エッジe1,e1’の座標(x1,0),(−x1’,0)とを結ぶ直線L1,L1’と、第2投光器2の座標(0,z2)と反射光エッジe2,e2’の座標(x2,0),(−x2’,0)の座標とを結ぶ直線L2,L2’の交点(計測対象点)P,P’の座標(x,z),(−x’,−z’)をそれぞれ演算し、光切断面における交点P,P’の距離、すなわち左右のドアミラーの外端寸法を最大車幅Wとして求めるものである。
[実施の形態1]
実施の形態1は、機械式立体駐車設備の入口などに設置される車両寸法計測装置で、車両Mの最大幅を検出することにより、最大車幅Wに対応した駐車室に入庫させるもので、図1〜図4を参照して説明する。
【0018】
路面(載置面)上の車両(計測体)Mに、上方から識別可能な第1スリット光S1および第2スリット光S2を同一投光面F上で上下に異なる位置から投光する第1投光器(第1投光手段)1および第2投光器(第2投光手段)2と、車両Mの上方から前記第1スリット光S1および第2スリット光S2による路面反射光(載置面反射光)を撮像するCCD撮像装置3A,3Bと、路面反射光画像を画像処理して反射光エッジe1,e2とe1’,e2’の位置をそれぞれ検出する図4に示す画像処理装置4A,4Bと、前記車両の反射光エッジe1,e1’,e2,e2’の位置から車両Mの光切断面上の車幅(寸法)を演算する図4に示す演算処理装置(演算手段)5を具備している。前記撮像装置3A,3Bと画像処理装置4A,4Bとでエッジ検出手段が構成される。
【0019】
ここで前記第1,第2投光器1,2が鉛直投光面Fを通る鉛直線(基準位置)O上に配置され、また撮像装置3A,3Bも第1,第2投光器1,2の鉛直線O上で上方位置に配置されている。
【0020】
第1投光器1および第2投光器2は、それぞれたとえばスリット光S1,S2が波長(色)の異なる光が投射されるもので、たとえばレーザ光源からの光をシンドリカルレンズやポリゴンミラーなどを介して投射したり、または白色光源をスリットマスクと投光レンズを介して投射したり、あるいはライン状LEDの光を投光レンズを介してスリット光S1,S2を形成している。なお、ここではシンドリカルレンズを使用し放射状にスリット光を発生するものが使用される。
【0021】
また撮像装置3A,3Bは、波長の異なるスリット光S1,S2をそれぞれ波長に対応したフィルタを具備し、路面に投射されたスリット光S1,S2をフィルタを介して検出している。
【0022】
なお、スリット光S1,S2に照射タイミングの異なるパルス光を使用し、撮像装置に設けられたパルス周期検出部を介してスリット光S1,S2を識別してもよい。
図4に示すように、2つの撮像装置3A,3Bの画像信号は画像処理装置4A,4Bにおいて、エッジ検出部により反射光エッジe1,e2,e1’,e2’の位置が検出され、座標演算部により反射光エッジe1,e2,e1’,e2’の座標位置x1,x2,x1’,x2’がそれぞれ求められる。そして演算処理装置5に入力されて最大車幅Wが演算される。またこの演算処理装置5からスリット光照射処理部9A,9Bを介して第1,第2投光器1,2に操作信号が出力される。
【0023】
ところで、最大幅Wは車種により大きく異なっている。したがって、車両Mに対して、第1投光器1および第2投光器2から一定時間ごとにスリット光S1,S2を投光し、演算処理装置5では、複数の計測画像を取得して車両Mの同一位置をスリット光で切断した計測画像どうしを使って車幅を求め、それらを比較し最大車幅Wを求めている。そして最大車幅Wの演算値に基いて、この車両Mの入庫の可否が決定され、入庫可の場合には入庫する駐車室が決定され、入庫バースに誘導されて乗員が降車した後、目的の駐車室に運ばれる。ここで入庫用昇降装置や搬送台車などを操作する入庫操作装置6に操作信号が出力される。またたとえばドアミラーが開いていると確認された場合、運転者が乗っているような時にはドアミラー開閉警告装置7に操作信号が出力される。また得られた車両のデータは、車両データ記録装置8に記録される。
【0024】
なお、スリット光S1,S2が投光される投光面Fを鉛直面としたが、傾斜した平面であってもよい。
[実施の形態2]
図5〜図8を参照して実施の形態2を説明する。なお、実施の形態1と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。実施の形態2では、スリット光S1,S2の投光面F1,F2を2箇所に設けたものである。
【0025】
すなわち、投光面F1,F2は、車両Mの前後走行方向にLだけ離間し、かつ互いに平行配置されるもので、所定の周期で撮像される撮像装置3A,3Bの画像を処理する車両速度検出装置(移動速度検出手段)31を具備している。
【0026】
前記車両速度検出装置31は、図8に示すように、車両前端検出部32A.32Bにより、撮像装置3A,3Bにより撮像された画像から、車両Mの前端部が最初に撮像された画像を選択し、座標演算部33A,33Bにより前記画像から車両Mの前端部の座標を特定し、時間差検出部34により撮像装置3A,3Bの設置位置データと前記座標位置から時間差と距離とを演算し、速度検出部35により車両Mの速度を求めるように構成されている。
【0027】
したがって、演算処理装置5では、車両速度検出装置31により検出された車両Mの速度から、撮像装置3A,3Bにより所定の周期でに撮像された各画像のうち、最初に検出された反射光エッジe2,e2’の最大幅の画像と、これと同一の光切断面となる車両Mの同一位置の画像を選択し、同一となる光切断面画像のそれぞれの座標を用いて反射光エッジの座標から、光切断面上の最大車幅Wを演算するように構成している。
【0028】
なお、前後の投光面F1,F2におけるスリット光S1,S2の撮像装置3A,3Bの撮像タイミングは同一の光切断面が得られるように設定されているが、車両M毎の走行速度が異なると、光切断面が位置ずれするおそれがある。そこで、投光面F1,F2の離間距離Lと車両速度検出装置31による車両Mの検出速度から、進行方向前方の投光面F1のスリット光S1の撮像タイミングを計算して、撮像装置3Aによるスリット光S1の撮像タイミングを、撮像装置3Bの撮像タイミングに対してずらせる時間調整(但し、撮像装置3A,3Bの撮像周期は同じ)を行うことで、光切断面を一致させている。
【0029】
また、上記実施の形態2では実施の形態1と同じく波長の異なるスリット光S1,S2をそれぞれの波長に対応したフィルタにより識別検出することを前提とし、さらにスリット光S1,S2は連続照射することを前提に説明したが、パルス光をスリット光S1,S2として用いる場合は、前述の撮像タイミングの時間調整に応じて、パルス光の照射タイミングを時間調整することになる。もちろん、照射周期は撮像周期と同じとなる。
【0030】
上記実施の形態2によれば、走行移動中の車両であっても、最大車幅Wを高精度で検出することができる。
なお、上記車両速度検出装置31に替えて、レーザ式の車両速度検出装置であってもよい。
【0031】
[実施の形態3]
図9〜図11を参照して実施の形態3を説明する。なお、実施の形態1と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。実施の形態1では、第1,第2スリット光S1,S2の投光面Fを車両幅方向の鉛直面上に固定して配置したが、実施の形態3では、車両Mの上方で車両幅方向の水平軸心OHを中心に所定角度αの範囲で往復回動する回動投光面Fs上に、第1,第2スリット光S1,S2が位置するようにそれぞれスキャニングし、停止された車両Mの最大幅Wを計測するものである。
【0032】
図8,図9に示すように、第1投光器1および第2投光器2がたとえば支持部材により投光面が一致するように一体化され、前記支持部材を水平軸心OHを中心に往復回動させるスキャニング装置(投光走査手段)21が設けられ、スリット光掃引処理部12によりスキャニング装置21が制御される。そしてスキャニング装置21により水平軸心OH周りに回動投光面Fsを所定角度範囲αで往復回動させる。この回動投光面Fsの傾斜角θは、スキャン角検出器22により検出されて画像処理装置4A,4Bの座標演算部に入力される。
【0033】
演算処理装置では、図11に示すように、車幅方向xと前後方向yと高さ方向zの三次元座標を想定し、回動中心が第2投光器2を通るとすると、第1投光器1の座標(0,ya,za)と撮像装置3Aに検出された座標(x1,ys,0),(−x1’,ys,0)とを結ぶ線L1,L1’と、第2投光器2の座標(0,0,z2)と撮像装置3Bに検出された座標(x2,ys,0),(−x2’,ys,0)とを結ぶ線L2,L2’との交点P,P’の座標(x,y,z),(−x’,−y’,−z’)を求め、最大車幅Wとして演算する。ここでスキャン角θとすると、ya=(H2−H1)sinθ,za=H2−(H2−H1)cosθ、またys=H2tanθである。
【0034】
上記実施の形態3によれば、回動投光面Fsを回動させて第1,第2スリット光S1,S2をそれぞれ車両の長さ方向にスキャニングさせることにより、停止された車両Mの最大車幅Wを高精度で検出することができる。
【0035】
[実施の形態4]
実施の形態1〜3では、車両Mの上方で中央部に第1,第2投光器1,2および撮像装置3A,3Bを設けたが、実施の形態4では、図12に示すように、車両Mの左右両側にそれぞれ第1,第2投光器1,2および撮像装置3A,3Bを配置している。
【0036】
ここでは、撮像装置3A,3Bもそれぞれ両側に2組設置したが、仮想線で示すように、車両Mの中央部上方に1組であってもよい。
上記実施の形態4によれば、反射スリット光を受ける路面が狭かったり、天井部が低い場合でも、容易に設置することができ、コンパクトに構成することができ、また車両Mの最大車幅Wを高精度で検出することができる。
【0037】
なお、車両Mの左右両側に設けられた第1,第2投光器1,2および撮像装置3A,3Bを、実施の形態2と同様に前後に配置してもよく、実施の形態3と同様に、スキャンさせることもできる。
【0038】
また計測対象となる計測体は、車両に限るもりのではなく、コンベヤなどで搬送されてくる不特定の寸法の物品や商品、農作物などを計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明に係る車両の寸法計測装置の実施の形態1を示す正面図である。
【図2】同車両の寸法計測装置の演算処理装置における座標の説明図である。
【図3】同車両の寸法計測装置の全体斜視図である。
【図4】同車両の寸法計測装置の構成図である。
【図5】本発明に係る車両の寸法計測装置の実施の形態2を示す全体斜視図である。
【図6】(a)(b)はそれぞれ車両の寸法計測装置の計測画を示す模式図である。
【図7】同車両の寸法計測装置の構成図である。
【図8】同寸法計測装置に設けられる速度検出器の別の形態を示す構成図である。
【図9】本発明に係る車両の寸法計測装置の実施の形態3を示す全体斜視図である。
【図10】同車両の寸法計測装置の構成図である。
【図11】同車両の寸法計測装置の演算処理装置における座標の説明図である。
【図12】本発明に係る車両の寸法計測装置の実施の形態4を示す正面図である。
【符号の説明】
【0040】
M 車両
W 最大車幅
S1 第1スリット光
S2 第2スリット光
e1,e1’ 反射光エッジ
e2,e2’ 反射光エッジ
1 第1投光器
2 第2投光器
3A,3B 撮像装置
4A,4B 画像処理装置
5 演算手段
6 入庫操作装置
7 ドアミラー開閉警告装置
8 車両データ記録装置
9A,9B スリット光掃引処理部
11 速度検出器
21 スキャン装置
22 スキャン角検出器
31 車両速度検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
載置面上の計測体に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、
前記第1スリット光および第2スリット光による載置面の反射光を計測体の上方から検出して、反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により検出された2つの前記反射光エッジの位置から前記投光面における計測体の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の計測体の寸法を演算する演算手段と、を具備した
寸法計測装置。
【請求項2】
第1投光手段および第2投光手段を一体に回動させて第1スリット光および第2スリット光をスキャンさせる投光走査手段を設けた
請求項1記載の寸法計測装置。
【請求項3】
載置面上の計測体に上方から第1スリット光および第2スリット光を互いに平行な投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、
前記計測体を第1投光手段と第2投光手段の配列方向に移動させる移動手段と、
前記計測体の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記第1スリット光および第2スリット光の載置面の反射光を計測体の上方から検出して反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、
前記速度検出手段により検出された計測体の速度に基いて、前記エッジ検出手段により検出された2つの反射光エッジを有する光切断面を一致させ、前記反射光エッジの位置から前記計測体の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の計測体の寸法を演算する演算手段と、を具備した
寸法計測装置。
【請求項4】
路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、
前記第1スリット光および第2スリット光による路面の反射光を車両の上方から検出して、反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により検出された2つの前記反射光エッジの位置から前記投光面における車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する演算手段と、を具備した
車両の寸法計測装置。
【請求項5】
路面上を移動する車両に上方から第1スリット光および第2スリット光を互いに平行な投光面上で投光するとともに、上下に異なる位置でかつ車両の移動方向に離間して配置された第1投光手段および第2投光手段と、
前記車両の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記第1スリット光および第2スリット光の路面の反射光を車両の上方から検出して反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、
前記速度検出手段により検出された車両の速度に基いて、前記エッジ検出手段により検出された2つの反射光エッジを有する光切断面を一致させ、前記反射光エッジの位置から前記車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する演算手段とを具備した
車両の寸法計測装置。
【請求項6】
第1投光手段および第2投光手段は、車両の上方で計測寸法の両側にそれぞれ配置され、左右の第1スリット光および第2スリット光は、車両の両側で同一平面上の光切断面を計測するように構成された
請求項4または5記載の車両の寸法計測装置。
【請求項7】
路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光し、
車両の上方から前記第1スリット光および第2スリット光による路面の反射光エッジの位置をそれぞれ検出し、
検出された2つの反射光エッジの位置から前記投光面における車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する
車両の寸法計測方法。
【請求項1】
載置面上の計測体に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、
前記第1スリット光および第2スリット光による載置面の反射光を計測体の上方から検出して、反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により検出された2つの前記反射光エッジの位置から前記投光面における計測体の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の計測体の寸法を演算する演算手段と、を具備した
寸法計測装置。
【請求項2】
第1投光手段および第2投光手段を一体に回動させて第1スリット光および第2スリット光をスキャンさせる投光走査手段を設けた
請求項1記載の寸法計測装置。
【請求項3】
載置面上の計測体に上方から第1スリット光および第2スリット光を互いに平行な投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、
前記計測体を第1投光手段と第2投光手段の配列方向に移動させる移動手段と、
前記計測体の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記第1スリット光および第2スリット光の載置面の反射光を計測体の上方から検出して反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、
前記速度検出手段により検出された計測体の速度に基いて、前記エッジ検出手段により検出された2つの反射光エッジを有する光切断面を一致させ、前記反射光エッジの位置から前記計測体の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の計測体の寸法を演算する演算手段と、を具備した
寸法計測装置。
【請求項4】
路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光する第1投光手段および第2投光手段と、
前記第1スリット光および第2スリット光による路面の反射光を車両の上方から検出して、反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により検出された2つの前記反射光エッジの位置から前記投光面における車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する演算手段と、を具備した
車両の寸法計測装置。
【請求項5】
路面上を移動する車両に上方から第1スリット光および第2スリット光を互いに平行な投光面上で投光するとともに、上下に異なる位置でかつ車両の移動方向に離間して配置された第1投光手段および第2投光手段と、
前記車両の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記第1スリット光および第2スリット光の路面の反射光を車両の上方から検出して反射光エッジの位置をそれぞれ求めるエッジ検出手段と、
前記速度検出手段により検出された車両の速度に基いて、前記エッジ検出手段により検出された2つの反射光エッジを有する光切断面を一致させ、前記反射光エッジの位置から前記車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する演算手段とを具備した
車両の寸法計測装置。
【請求項6】
第1投光手段および第2投光手段は、車両の上方で計測寸法の両側にそれぞれ配置され、左右の第1スリット光および第2スリット光は、車両の両側で同一平面上の光切断面を計測するように構成された
請求項4または5記載の車両の寸法計測装置。
【請求項7】
路面上の車両に上方から、識別可能な第1スリット光および第2スリット光を同一投光面上で上下に異なる位置から投光し、
車両の上方から前記第1スリット光および第2スリット光による路面の反射光エッジの位置をそれぞれ検出し、
検出された2つの反射光エッジの位置から前記投光面における車両の光切断面の検出位置を求め、複数の前記検出位置から前記光切断面上の車両の寸法を演算する
車両の寸法計測方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2006−284179(P2006−284179A)
【公開日】平成18年10月19日(2006.10.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−100301(P2005−100301)
【出願日】平成17年3月31日(2005.3.31)
【出願人】(000005119)日立造船株式会社 (764)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年10月19日(2006.10.19)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年3月31日(2005.3.31)
【出願人】(000005119)日立造船株式会社 (764)
【Fターム(参考)】
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