JP5266866B2 - Obstacle detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体の走行方向前方に存在する障害物を検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting an obstacle existing ahead of a moving body in a traveling direction.
移動体の走行方向前方に存在する障害物を検出する技術としては、例えば特許文献1に記載の技術がある。
この技術では、次のような処理によって、走行方向前方の障害物を検出する。すなわち、距離画像センサが、走行方向前方の走行面を含む空間領域を斜め下向きに撮像し、画素値が距離値である距離画像を生成する。そして、その距離画像センサが取得した距離画像と、基準面の距離画像との差分画像を生成する。さらに、差分画像のうち差分値が規定の距離閾値以上である領域について、距離画像を基準面に投影し、基準面からの高さ値を画素値とした高さ画像を生成する。さらに、高さ画像を2段階の閾値で2値化し、2つの2値画像を生成する。そして、各2値画像において、基準面からの高さ値が閾値以上である領域の面積を比較する。この比較結果によって障害物か否かを判断する。ここで、上記基準面は、移動体が走行している面を延長した平面である。
In this technique, an obstacle ahead in the traveling direction is detected by the following process. That is, the distance image sensor images a spatial region including a traveling surface ahead in the traveling direction obliquely downward, and generates a distance image whose pixel value is a distance value. Then, a difference image between the distance image acquired by the distance image sensor and the distance image of the reference plane is generated. Further, for a region of the difference image where the difference value is greater than or equal to a prescribed distance threshold, the distance image is projected onto the reference plane, and a height image is generated with the height value from the reference plane as the pixel value. Further, the height image is binarized with a two-stage threshold value to generate two binary images. Then, in each binary image, the areas of regions where the height value from the reference plane is equal to or greater than the threshold value are compared. It is determined whether or not the obstacle is based on the comparison result. Here, the reference plane is a plane obtained by extending the plane on which the moving body is traveling.
しかしながら、特許文献1では、距離画像センサの視野を、自律移動装置が走行しようとする面を含む空間領域中の斜め下向きに設定している。すなわち、距離画像センサによるスキャン方向を左右方向へ展開するように設定している。
このため、走行等によって移動体にピッチ角変化が生じると、走行面に対する距離画像センサの設置パラメータが変化する。例えば前方へのピッチ角変化によって、障害物を検知する範囲が狭くなる。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、移動体にピッチ角変化が生じても、障害物検知の範囲が適切に確保できる障害物検出を提供することを課題としている。
However, in
For this reason, when the pitch angle changes in the moving body due to traveling or the like, the installation parameters of the distance image sensor with respect to the traveling surface change. For example, a range in which an obstacle is detected becomes narrow due to a forward pitch angle change.
The present invention has been made by paying attention to the above points, and it is an object of the present invention to provide an obstacle detection capable of appropriately ensuring an obstacle detection range even if a pitch angle change occurs in a moving body. .
上記課題を解決するために、本発明は、移動体の走行方向前方に向けて電磁波を照射すると共にその電磁波によるスキャン範囲を上下方向に設定した照射手段を、車幅方向左右に離して2つ設ける。また、その2つの照射手段からの照射方向を、上記走行方向前方で交差するように設定する。そして、照射した電磁波の障害物からの反射波に基づき障害物を検出する。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention radiates electromagnetic waves toward the front in the traveling direction of a moving body and sets two irradiation means apart from the left and right in the vehicle width direction by setting the scanning range of the electromagnetic waves in the vertical direction. Provide. Further, the irradiation directions from the two irradiation means are set so as to intersect in front of the traveling direction. And an obstacle is detected based on the reflected wave from the obstacle of the irradiated electromagnetic wave.
本発明によれば、障害物を検知するために照射する電磁波を、左右両側から互いに車両前方で交差するように照射する。更に、各照射手段のスキャン範囲を上下方向(垂直スキャン)に設定している。この結果、移動体にピッチ角変化が生じても、障害物を検知する範囲を、車両が走行しようとする方向の実空間において適切に確保できる。
また、左右両側からの電磁波を、移動体の移動方向前方において、閉じた空間を画成するように照射する。このため、移動体が走行しようとする領域に入ってくる障害物を、容易に検知することができる。
According to the present invention, the electromagnetic waves irradiated to detect an obstacle are irradiated from both left and right sides so as to cross each other in front of the vehicle. Furthermore, the scanning range of each irradiation unit is set in the vertical direction (vertical scanning). As a result, even when the pitch angle changes in the moving body, the range in which the obstacle is detected can be appropriately ensured in the real space in the direction in which the vehicle is about to travel.
Further, electromagnetic waves from both the left and right sides are irradiated so as to define a closed space in front of the moving body in the moving direction. For this reason, it is possible to easily detect an obstacle that enters the region where the moving body is about to travel.
次に、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態の障害物検出装置を設けた移動体としての車両を示す模式図である。
(構成)
本実施形態の車両1は、前後輪を備え、その前後輪に駆動力を付与することで走行可能となっている。符号1aは車体を示す。
ここで、図1では、車両1が紙面右側に走行するものとする。
その車体1aの前部には、検出装置本体2を備える。検出装置本体2は、図1に示すように、車幅両端部にそれぞれ配置してある。すなわち、2つの検出装置本体2が、車両1の走行方向Xに交差する方向に互いに離して配置してある。
各検出装置本体2は、図2に示す構成となっている。すなわち、検出装置本体2は、照射部2A、照射光駆動制御部2B、スキャナ装置2C、垂直走査位置検出装置2D、受信部2E、及び受光回路2Fを備える。
照射部2Aは、例えばレーザダイオードからなる。照射部2Aは、レーザ光を発光し、そのレーザ光をスキャナ装置2Cに向けて出力する。
Next, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a vehicle as a moving body provided with the obstacle detection device of the present embodiment.
(Constitution)
The
Here, in FIG. 1, it is assumed that the
A detection device
Each detection device
The
スキャナ装置2Cは、検出コントローラ3からの駆動信号に基づき、照射部2Aから入射したレーザ光からなるビームBを、車両前方に向け且つ上下方向に走査するように照射する。すなわち、スキャナ装置2Cは、ビームBの照射方向2Gを、上下方向に連続して変更可能となっていて、所定のスキャナ範囲をスキャンするようにビームBを照射する。スキャン範囲は、上下方向、例えば垂直方向に沿って設定しておく。スキャナ装置2Cは、例えばポリゴンミラーやガルバノミラー等を使用して構成することで、上下方向に連続的に変更可能となる。図2では、ガルバノミラーを使用する場合を例示している。ガルバノミラーは、略車幅方向に向いた駆動軸4周りに回転駆動可能となっている。
Based on the drive signal from the
ただし、本実施形態では、上記駆動軸4は、上面視において、車幅方向から所定角度だけ傾斜している。即ち、駆動軸4は、車幅方向内側が、車幅方向外側よりも車両前後方向後方に変位している。このため、スキャナ装置2Cから照射するビームBを、図1(a)に示すように、車幅方向内側に傾いて、車両前方に照射することになる。
また、垂直走査位置検出装置2Dが、スキャナ装置2Cから照射するビームBの上下方向のスキャン位置を検出して、照射光駆動制御部2B及びコントローラに出力する。例えば、上記駆動軸4の回転変位を検出することで、ビームBの向きを検出できる。
However, in the present embodiment, the drive shaft 4 is inclined by a predetermined angle from the vehicle width direction in a top view. That is, the drive shaft 4 is displaced in the vehicle width direction inner side in the vehicle width direction rear side than in the vehicle width direction outer side. For this reason, as shown in FIG. 1A, the beam B emitted from the scanner device 2C is inclined inward in the vehicle width direction and is emitted toward the front of the vehicle.
Further, the vertical scanning
受信部2Eは、例えばフォトダイオードから構成する。受信部2Eは、検出対象としての前方の物体に反射して戻ってきた反射光を、受光レンズで集光して受光する。更に、受信部2Eは、受光レベルに対応する信号(障害物情報)を受光回路2Fに出力する。受光回路2Fは、入力した反射光の信号レベルを数値化して検出コントローラ3に出力する。
照射光駆動制御部2Bは、照射部2Aの発光及び発光強度を制御する。このとき、垂直走査位置検出装置2Dからの信号に基づき、照射方向2Gを検出して発光強度を調整する。これについては後述する。
The
The irradiation light
上記のような構成の2台の検出装置本体2からの照射方向2Gを、図1(a)に示すように、上面視で、車両前方で交差するように設定する。図1では、上面視、車両1の幅方向中央を通過する前後軸位置で交差する場合を例示している。また、本実施形態では垂直スキャンを行うので、図1(b)に示すように、各検出装置本体2でのスキャン範囲は上下方向となっている。
The
また、スキャン範囲に沿って上下にして走査するので、2台の検出装置本体2のからの照射方向2Gの交差位置Dは、上下に延びる軌跡を描く。この交差位置Dの軌跡を、以下では、交差線Eと呼ぶことにする。
検出コントローラ3は、送受光制御手段3Aと、障害物検知手段3Bとを備える。
送受光制御手段3Aは、周期的に作動し、スキャナ装置2C及び照射光駆動制御部2Bに駆動信号を出力して、検出装置本体2で個々にスキャナ範囲内を走査するようにレーザ光を出射する。また同期をとって、その出射によって物体から反射してきた各反射波に対応する数値(受光レベル)を、受光回路2Fから入力する。
Further, since scanning is performed vertically along the scanning range, the intersection position D in the
The
The light transmission / reception control means 3A operates periodically, outputs drive signals to the scanner device 2C and the irradiation light
そして、障害物検知手段3Bは、その受光回路2Fから数値(受光レベル)を、垂直走査位置検出装置2Dから入力したスキャン位置に対応してメモリに記憶する。このメモリに記憶した1次元の受光レベルの分布が、各検出装置本体2で取得した物体認識の情報となる。これを1スキャン分として、周期的に実施する。スキャン周期は、例えば100msecとし、100msec毎に繰り返し物体認識のための情報を取得する。
Then, the obstacle detection means 3B stores a numerical value (light reception level) from the
また、上記障害物検知手段3Bは、上記2つの検出装置本体2からの各物体認識の情報に基づき、障害物の位置などを判定する。そして判定結果を、例えば回避制御手段(不図示)などに出力する。回避制御手段は、例えば、障害物の検出に応じて警報や表示をしたり、走行方向を回避方向へ誘導制御したりする。
ここで、障害物の検出は、受光した反射光情報に基づき、送受光の時間差(タイムオブフライト)もしくは、照射光と受光の位置関係にもとづき、照射光を反射する対象までの距離を計測するようにしても良い。
また、太陽光等の外乱光強度が強い環境下でも安定して反射光を受信するために、照射及び受光の同期検波を行う。そして、同期検波のために、照射光変調と抽出を行う。
The obstacle detection means 3B determines the position of the obstacle based on the information of each object recognition from the two
Here, the detection of the obstacle is based on the received reflected light information and measures the distance to the target that reflects the irradiated light based on the time difference between transmission and reception (time of flight) or the positional relationship between the irradiated light and the received light. You may do it.
In addition, in order to receive reflected light stably even in an environment where disturbance light intensity such as sunlight is strong, synchronous detection of irradiation and light reception is performed. Then, irradiation light modulation and extraction are performed for synchronous detection.
次に、照射光駆動制御部2Bの処理について詳説する。
照射光駆動制御部2Bは、図3に示すように、垂直走査位置検出装置2Dからの信号に基づき、照射方向2Gを取得する。そして、照射方向2Gに応じて、上記交差線E位置での強度が一定となるように、レーザ光の出力強度を調整する。
そして、上記交差線E位置での強度が、装置として障害物を検出可能な最大強度とするように調整する。これによって、交差線E位置が、最大測距位置となる。即ち、交差線E位置までが検出範囲となり、その間に位置する障害物を検出する。
Next, the process of the irradiation light
As shown in FIG. 3, the irradiation light
And the intensity | strength in the said crossing-line E position is adjusted so that it may become the maximum intensity | strength which can detect an obstruction as an apparatus. Thereby, the intersection line E position becomes the maximum distance measurement position. That is, the range up to the position of the intersection line E is a detection range, and an obstacle positioned between them is detected.
ここで、レーザ光からなるビームB強度の調節について、図4を参照しつつ補足する。
照射光の強度は、到達距離の二乗に反比例する。左右にそれぞれ設けた一対の照射部2Aから照射したビームBが交差する位置で、それぞれのビームBの強度が一定とする。このようになるために、ビームBの照射強度を、ビームBの配光方向に応じて調整する。
照射方向θの照射強度I(θ)を、図4に示すように下記式で表す。
I(θ)=((tanθ)2+1)×I
ここで、
照射方向θ:基準方向に対する上下方向の傾き角度
基準強度I:レーザ光の基準方向の強度
である。
Here, the adjustment of the intensity of the beam B made of laser light will be supplemented with reference to FIG.
The intensity of the irradiation light is inversely proportional to the square of the reach distance. It is assumed that the intensity of each beam B is constant at the position where the beams B irradiated from the pair of
The irradiation intensity I (θ) in the irradiation direction θ is expressed by the following formula as shown in FIG.
I (θ) = ((tan θ) 2 + 1) × I
here,
Irradiation direction θ: tilt angle in the vertical direction with respect to the reference direction Reference intensity I: intensity in the reference direction of the laser beam.
反射光の受信強度を一定とする場合は、光の往路と復路でそれぞれ距離の二乗に反比例するので、照射強度I(θ)を、次のように設定しても良い。
I(θ)=((tanθ)2+1)2×I
そして、一対の照射部2Aから照射したビームBが交差する位置を、障害物の最大測拒位置とするように、基準方向のビームB強度Iを規定する。
ここで、本実施形態では、2つの照射部2Aから照射したビームBの交差位置Dを上下に結ぶ交差線Eを、鉛直方向の直線とする。
When the reception intensity of the reflected light is constant, the irradiation intensity I (θ) may be set as follows because the light forward path and the return path are inversely proportional to the square of the distance.
I (θ) = ((tan θ) 2 + 1) 2 × I
Then, the beam B intensity I in the reference direction is defined so that the position where the beam B irradiated from the pair of
Here, in the present embodiment, an intersecting line E that connects the intersecting positions D of the beams B irradiated from the two
また、各検出装置本体2による走査方向(スキャン範囲)は、水平方向に対し、斜め下方から斜め上方に向う範囲とする。ただし、図1(b)のように、水平方向に対する下方への傾き角である俯角αは、大きくとって、車両1前側近傍の路面位置までを障害物検出の対象とする。一方、水平方向に対する下方への傾き角である仰角βについては、対象とする障害物の大きさに合わせて設定する。また、検出対象に応じて、仰角βをゼロ若しくは負としても良い。
ここで、車両1は走行体を構成する。ビームB(レーザ光)は電磁波を構成する。照射部2A及び照射光駆動制御部2Bは、照射手段を構成する。受信部2Eは受信手段を構成する。
In addition, the scanning direction (scanning range) by each detection device
Here, the
(作用)
左右の各検出装置本体2の検出を、ともに垂直スキャンとする。これによって、図5に示すように、車両1の左右両側に、上下に延びる壁のような検出面(スキャン範囲)を設定出来る。
更に、左右の検出面が車両1先方で交差することで、図5及び図6に示すように、上面視、閉じた三角形状(楔形状)の検出範囲となる。すなわち、車両前方に上記2つの検出面で画成した閉じた空間を形成する。ここで、車両前方は、車両1の進行しようとする位置である。また、車両1の走行方向Xが左右に旋回すると、図7に示すように、交差位置D(交差線E)もその旋回方向に移動する。そして、この閉じた空間の境界を構成する上記検出面に障害物が交差することで、上記閉じた空間に相対的に進入してくる障害物を検出する。このように、車両1が進行しようとする方向にいる障害物を、確実に検出することが可能となる。
(Function)
Both the left and right
Furthermore, as the left and right detection surfaces intersect at the front of the
このとき、左右の検出装置本体2のどちらで先に検出するかで、車両1に対する障害物の位置(右側か左側か)が分かる。障害物回避としては、車両1に対する障害物の位置とは、反対側に走行するようにすればよい。
ここで、車両1は、加減速することでピッチングする。また走行路面の凹凸によってもピッチングする。
本実施形態の障害物検出装置では、車両1のピッチ角によって、図8の(a)→(b)のように、交差線Eが車両前後方向に傾く。しかし交差線Eが傾いても、上記2つの検出面で画成し閉じた空間が保持出来る。この結果、車両前方の障害物を確実に検出可能となる。
At this time, the position of the obstacle relative to the vehicle 1 (whether it is the right side or the left side) can be determined by which of the left and right detection device
Here, the
In the obstacle detection device of the present embodiment, the intersection line E is inclined in the vehicle front-rear direction as shown in FIGS. 8A to 8B depending on the pitch angle of the
(本実施形態の効果)
(1)障害物を検知するための照射光が、車両1の左右両側から、それぞれの照射軸(照射方向2Gが車両前方で交差するように設定している。また、各照射光が上下方向に走査するように設定している。
この結果、車両1のピッチ角変化が生じても、障害物を検知する範囲は、車両1が走行しようとする方向の実空間においてほとんど変化しない。
(2)さらに、車両1の両側から照射する照射光が、車両前方の車両1が走行しようとする方向に閉じた空間を形成する。この結果、車両1が走行しようとする領域に入ってくる障害物を容易に検知することができる。
(Effect of this embodiment)
(1) Irradiation light for detecting an obstacle is set from the left and right sides of the
As a result, even if the pitch angle of the
(2) Furthermore, the irradiation light irradiated from both sides of the
(3)走査型の距離測定装置を用い、照射光の照射方向2Gに応じて照射光強度を変化させる。これによって、車両1のピッチ角に依存せず、車両1が走行しようとする方向の実空間において障害物を検知する範囲を規定することができる。
また、車両1の左右から照射する照射光で、車両前方の車両1が走行しようとする方向に、障害物を検知するための閉じた空間を形成することができる。
(3) Using a scanning distance measuring device, the irradiation light intensity is changed in accordance with the
Moreover, the closed space for detecting an obstruction can be formed in the direction which the
(変形例)
(1)上記2つの検出装置本体2は、それぞれ車両1の幅方向両端部にあることが好ましい。このようにすると、車両1の車幅方向全体の前方にある障害物を検出し易くなる。
(2)上記2つの検出装置本体2は、車体1aに対し対称に配置する必要はない。照射光が車両1走行方向X前方で交差すればよい。このことは、他の装備との干渉を避けて容易に配置できることに繋がる。
(3)電磁波としてレーザ光を例示した。電磁波としては、ミリ波など距離検出が可能な電磁波を使用すればよい。
(4)2つの検出装置本体2の障害物検出を交互に行うようにしても良い。この場合には、互いの光による干渉を回避でき、光の分離処理などが不要となる。
(Modification)
(1) It is preferable that the two
(2) The two
(3) The laser beam is exemplified as the electromagnetic wave. As the electromagnetic wave, an electromagnetic wave capable of detecting a distance such as a millimeter wave may be used.
(4) Obstacle detection of the two
(5)上記説明では、照射方向2Gによってレーザ光の出力強度を調整することで、上記交差線E位置での強度を一定にする場合を説明した。これに代えて、次のように構成しても良い。
即ち、レーザ光の発光強度を照射方向2Gに依らず一定とする。そして、図9に示すように、レーザの光路上に照射強度調整用のフィルタ5を設ける。この照射強度調整用のフィルタ5によって、上記交差線E位置での強度を一定にする。照射強度調整用のフィルタ5は、例えば、濃淡を付けた不均一な透過率を有するフィルム状のものを使用する。すなわち、照射方向2Gに応じた光の透過率(減衰率)をあらかじめ規定することにより、濃淡パターンを形成しておく。
(5) In the above description, the case where the intensity at the position of the crossing line E is made constant by adjusting the output intensity of the laser beam according to the
That is, the emission intensity of the laser light is constant regardless of the
(6)上記実施形態では、車両1として、前後輪を備える車両1(四輪車や2輪など)を例示している。
車両1は、走行方向Xと交差する方向、例えば左右対称に対向配置した一対の車輪で移動可能な車両1構成であっても良い。
このような車両1構成の移動体は、通常、ピッチングさせながら走行する。このため、ピッチ角の変更が頻繁に発生すると共に、そのピッチ角が大きい。
このようなピッチ角が大きい場合でも、上記障害物検出装置を採用することで、車両1の走行方向Xの前方、つまり走行しようとする方向の障害物を検知しやすくなる。
即ち、本件の障害物検出装置を上記車両1構成に移動体に採用することで、特に有効に、その効果を享受することが出来る。
(6) In the above embodiment, the
The
Such a moving body of the
Even when such a pitch angle is large, it is easy to detect an obstacle in front of the traveling direction X of the
In other words, by adopting the obstacle detection device of the present invention in the
(7)移動体は、車輪駆動で移動する車両に限定しない。他の移動手段で移動するような移動体であっても、適用出来る。特にピッチ以外に、車両1の上下振動が大きいような移動体であっても、本件障害物検出装置では、移動体前方の障害物を検出することが可能である。
(8)また、2つの検出装置本体2の組を複数組設けても良い。この場合には、2つの検出面で閉鎖した空間を複数設定することが出来る。例えば、後退なども考慮して、前方と後方にそれぞれ配置する。また、2つの検出装置本体2のビームBの照射方向2Gを左右方向に変更可能となっていても良い。
(7) The moving body is not limited to a vehicle that moves by wheel driving. The present invention can be applied even to a moving body that moves by other moving means. In particular, in addition to the pitch, even in the case of a moving body that has a large vertical vibration of the
(8) A plurality of sets of two detection device
(9)上記スキャナ範囲(検出面)は、鉛直面となっている必要はない。
例えば、2つの検出面の間の左右の間隔が上方に向かうにつれて広くなるように設定しておいても良い。この場合には、車両前方がノーズダウンするようにピッチングすると、左右の検出面で囲んだ三角形が広くなって、検出範囲が広がる。
(10)また、上記実施形態では、各検出装置本体2の最大測距位置を交差線Eの位置に設定している。最大測距位置を交差線E位置よりも若干手間に設定しても良い。この場合には、交差線E位置近傍に障害物を検出しないエリアが形成される。しかし、そのエリア幅よりも、対象とする障害物の幅が大きければ適用可能である。
(9) The scanner range (detection surface) need not be a vertical surface.
For example, the left and right intervals between the two detection surfaces may be set so as to increase toward the top. In this case, when pitching is performed so that the front of the vehicle is nose-down, the triangle surrounded by the left and right detection surfaces becomes wider, and the detection range is expanded.
(10) In the above embodiment, the maximum distance measurement position of each detection device
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様な装置などについては、同一の符号を付して説明する。
上記第1実施形態では、レーザ光、つまり1本のビームBを上下方向に走査することで、スキャン方向を上下に設定する場合を例示している。
本実施形態では、図10のように、帯状のビームB(シートビームB)を上記スキャン方向に沿って一度に照射する。その際に、その帯状のビームBの強度を、上記電磁波の交差位置Dを上下に結ぶ交差線E位置で照射光強度が一定となるように設定する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, about the apparatus similar to said each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated.
The first embodiment exemplifies a case where the scanning direction is set up and down by scanning the laser beam, that is, one beam B in the up and down direction.
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, a belt-like beam B (sheet beam B) is irradiated at once along the scanning direction. At that time, the intensity of the band-like beam B is set so that the irradiation light intensity is constant at the position of the crossing line E connecting the electromagnetic wave crossing position D up and down.
交差線E位置で照射光強度が一定するために、照射する帯状の光路上に照射強度調節用フィルタ5を配置して、照射方向2Gに応じてビームB強度を調整することで対応する。
この帯状のビームBを上記スキャン方向に沿って照射する場合には、光切断法を採用する。
即ち、受信部2Eとして、車体1aに撮像装置を設けて、車両前方の画像を取得することで、障害物の反射光を取得する。これによって、障害物を検出する。受信部2Eである撮像装置は、CCDあるいはCMOS等の撮像素子によって、シートビームBを含む画像を撮像する。
In order to make the irradiation light intensity constant at the position of the intersecting line E, this is dealt with by arranging the irradiation
When irradiating the strip-shaped beam B along the scanning direction, a light cutting method is employed.
That is, as the receiving
図11に、本実施形態の検出装置本体2の構成を示す。
本実施形態の検出装置本体2は、上記第1実施形態と比較して、照射方向2Gを上下に変更する必要がないので、照射光駆動制御部2Bが不要である。また、受信部2Eをカメラなどの撮像装置で構成するので、受光回路2Fが受信部2Eに含まれる。
なお、受信部2Eである撮像装置は、上述のように各検出装置本体2毎に設けても良いし、2つの検出装置本体2に共通に一台設けても良い。
また、検出コントローラ3の障害物検知手段3Bは、光切断法によって取得した画像から障害物情報を取得して、障害物判定を行う。
その他の構成は上記実施形態と同様である。
In FIG. 11, the structure of the detection apparatus
Since the detection apparatus
Note that the imaging device that is the receiving
Further, the obstacle detection means 3B of the
Other configurations are the same as those in the above embodiment.
(作用)
車両前方に平面状のシートビームBを照射する。そして、照射したシートビームBの像を撮像装置で捉え、シートビームBの形成する平面とカメラの設置パラメータに基づき、三角測量の原理を利用してシートビームBまでの距離を計測する。これによって、障害物の位置を検出する。
(Function)
A flat sheet beam B is irradiated in front of the vehicle. Then, the image of the irradiated sheet beam B is captured by the imaging device, and the distance to the sheet beam B is measured using the principle of triangulation based on the plane formed by the sheet beam B and the installation parameters of the camera. Thereby, the position of the obstacle is detected.
(効果)
(1)基本的な効果は、上記第1実施形態と同様である。
(2)一対のシートビームB照射手段と撮像装置から構成し、光切断法の原理により距離を測定する。また、シートビームBの上下方向に応じて照射光強度を変化させる。
これによって、車両1のピッチ角に依存せず、車両1が走行しようとする方向の実空間において障害物を検知する範囲を規定することができる。
また、車両1両端から照射されるシートビームBで、車両前方の車両1が走行しようとする方向に、障害物を検知するための閉じた空間を形成することができる。
(3)帯状のビームBとすることで、ビームBの照射方向2Gを上下に変更する必要が無くなる。
(effect)
(1) Basic effects are the same as those in the first embodiment.
(2) It is composed of a pair of sheet beam B irradiation means and an imaging device, and the distance is measured by the principle of the light cutting method. Further, the irradiation light intensity is changed according to the vertical direction of the sheet beam B.
Accordingly, it is possible to define a range in which an obstacle is detected in the real space in the direction in which the
In addition, the seat beam B irradiated from both ends of the
(3) By using the belt-like beam B, it is not necessary to change the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本発明の基本構成は、上記第1及び第2実施形態と同様である。ただし、上記交差線Eの位置が異なる。
すなわち、本実施形態では、交差線Eを、車両1側面視において、図12のように傾いた軌跡線とする。すなわち、交差線Eを、基準走行面R1よりも上方に向かうにつれて、平面視において車両1から離れるように傾ける(図12のE1部分)。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, about the structure similar to said each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated.
The basic configuration of the present invention is the same as in the first and second embodiments. However, the position of the intersection line E is different.
That is, in the present embodiment, the intersection line E is a trajectory line inclined as shown in FIG. That is, the intersection line E is tilted away from the
また、交差線Eを、基準走行面R1よりも下方に向かうにつれて、平面視において車両1から離れるように傾ける(図12のE2部分)。
これによって、交差線Eは、走行面を屈曲点とした「くの字」状となっている。
ここで、上記交差線Eを規定する基準走行面R1は、水平な平面を想定し、その水平な平面に車両1を置いた場合であって且つ車両1にピッチングが発生していない状態とする。
その他の構成は、上記実施形態と同様である。
Further, the intersection line E is tilted away from the
As a result, the crossing line E has a “<” shape with the running surface as a bending point.
Here, the reference running surface R1 that defines the intersection line E is assumed to be a horizontal plane, and the
Other configurations are the same as those in the above embodiment.
(作用)
車両1が、前側にピッチ角がつくように、つまりノーズダウンするようにピッチングした場合には、図13のように、上記交差線Eと走行面との交差位置Dが車両前方に変位する。
(Function)
When the
この結果、障害物を検出する空間の境界位置が前方にδ分だけ拡大する。この作用は、走行面よりも上方の交差線E1を、車両1前側に傾けた作用である。
また、車両1が、後側にピッチ角がつくように、つまりテールダウンするようにピッチングした場合には、上記交差線Eと走行面との交差位置Dが車両前方に変位する。
この結果、路面近傍において、障害物を検出する空間の境界位置が前方に拡大する。この作用は、走行面よりも下方の交差線E2を、車両1前側に傾けた作用である。
As a result, the boundary position of the space in which the obstacle is detected is expanded forward by δ. This action is an action in which the intersection line E1 above the traveling surface is inclined toward the front side of the
Further, when the
As a result, in the vicinity of the road surface, the boundary position of the space where the obstacle is detected expands forward. This action is an action in which the intersection line E2 below the traveling surface is inclined toward the front side of the
また、走行路面よりも上方を傾斜させても、走行路面よりも下方を逆方向に傾斜させることで、次のような作用も奏する。
即ち、車両前方が下り坂(図12のR2部分)となっている場合に、走行路面上方と同じ傾斜で傾けていると、走行路の検出が前側に来る。これに対し、走行路面よりも下方を逆向きに傾けておくことで、路面近傍の検出位置が前側に移動することを回避できる。
Moreover, even if it inclines above a driving | running | working road surface, the following effect | action is also show | played by inclining below a driving | running | working road surface in the reverse direction.
That is, when the front side of the vehicle is a downhill (R2 portion in FIG. 12), if the vehicle is tilted at the same inclination as the upper part of the road surface, the detection of the road will come to the front. On the other hand, it is possible to avoid the detection position in the vicinity of the road surface moving to the front side by inclining the lower side of the traveling road surface in the opposite direction.
(本実施形態の効果)
(1)基本的な効果は、上記第1及び第2実施形態と同様である。
(2)交差線E1を、車両1の走行面に近いほど(走行面からの高さが低いほど)、車両1の近くで交差し、車両1の走行面から上方に向けて遠くなるほど(走行面からの高さが高いほど)、車両1の遠方で交差するような軌跡としている。
これによって、車両1にノーズダウンするようなピッチングが発生して、そのピッチ角が大きいほど、車両前方の障害物の検知範囲が広くなる。
特に、車両1のピッチ角に応じて移動速度が変化する倒立振子型の移動体においては、ピッチ角が大きくなるほど、つまり移動速度が速くなるほど、走行しようとする方向における障害物の検知範囲を広くすることが可能となる。一般に、速度が速いほど、より前方の障害物を早めに検出したい。
(Effect of this embodiment)
(1) Basic effects are the same as those in the first and second embodiments.
(2) The intersection line E1 intersects closer to the
As a result, pitching that causes nose-down occurs in the
In particular, in an inverted pendulum type moving body in which the moving speed changes according to the pitch angle of the
(3)また、交差線E2を、車両1の走行面に近いほど(走行面からの高さが低いほど)、車両1の近くで交差し、車両1の走行面から下方に向けて遠くなるほど(走行面からの低さが低いほど)、車両1の遠方で交差するような軌跡としている。
これによって、車両1にテールダウンするようなピッチングが発生して、そのピッチ角が大きいほど、走行路面近傍における、車両前方の障害物の検知範囲が広くなる。
この結果、速度が速くなるほど車両1にテールダウンが発生するような車両1において、走行しようとする方向における障害物の検知範囲を広くすることが可能となる。
(3) The intersection line E2 is closer to the traveling surface of the vehicle 1 (the lower the height from the traveling surface), the closer the
As a result, pitching occurs such that the
As a result, in the
(変形例)
(1)上記全実施形態において、上記交差線Eは、直線状の軌跡を描く必要はない。すなわち曲線状や階段状の軌跡を描いても良い。また、上記交差線Eは、左右方向に傾斜していても良い。
(2)交差線Eは、基準走行面R1よりも上側では、上述のE1のように傾斜させた場合に、基準走行面R1よりも下側については、鉛直方向に延在するなどしていても良い。
同様に、交差線Eは、基準走行面R1よりも上側では、上述のE1のように傾斜させた場合に、基準走行面R1よりも下側については、鉛直方向に延在するなどしていても良い。
(Modification)
(1) In all the embodiments described above, the intersecting line E need not draw a linear trajectory. That is, a curved or stepped locus may be drawn. The intersection line E may be inclined in the left-right direction.
(2) exchange Sasen E is in the upper side of the reference travel surface R1, in the case where is inclined as described above E1, the lower side of the reference running surface R1 is not like extending in the vertical direction May be.
Similarly, exchange Sasen E is in the upper side of the reference travel surface R1, in the case where is inclined as described above E1, the lower side of the reference running surface R1 is not like extending in the vertical direction May be.
1 車両
2 検出装置本体
2A 照射部
2B 照射光駆動制御部
2C スキャナ装置
2D 垂直走査位置検出装置
2E 受信部
2F 受光回路
2G 照射方向
3 検出コントローラ
3A 送受光制御手段
3B 障害物検知手段
4 駆動軸
5 フィルタ
R1 基準走行面
B ビーム(レーザ光)
D 交差位置
E 交差線
X 走行方向
DESCRIPTION OF
D Intersection position E Intersection line X Travel direction
Claims (6)
上記照射手段を、上面視において、移動体の幅方向両側へ互いに離して2つ設け、
上面視において、上記2つの照射手段からの照射方向が上記走行方向前方で交差するように、各照射手段からの照射方向の向きを設定して、上記移動体が少なくとも走行している場合には、上記電磁波の交差位置からなる上下に延びる交差線を走行方向前方に形成すると共に、2つの照射手段による左右2つのスキャン範囲によって画成される領域である、上記移動体の走行方向前方に形成された閉じた三角形状の領域への障害物の検出を行うことを特徴とする障害物検出装置。 Irradiating means setting the scan range by the electromagnetic waves in the vertical direction together with the provided mobile body for irradiating electromagnetic waves toward forward in the traveling direction of the mobile body-out based on the reflected wave from the obstacle of the electromagnetic wave irradiated Receiving means for acquiring obstacle information of an obstacle located in a scan range formed by the irradiation means ,
Two irradiating means are provided apart from each other on both sides in the width direction of the moving body in a top view,
In a top view, when the direction of the irradiation direction from each irradiation means is set so that the irradiation directions from the two irradiation means intersect in front of the traveling direction , and the moving body is at least traveling In addition, the crossing line extending in the vertical direction composed of the crossing positions of the electromagnetic waves is formed in the front in the traveling direction, and is formed in the front in the traveling direction of the moving body, which is an area defined by the two left and right scanning ranges by the two irradiation units. An obstacle detection apparatus for detecting an obstacle in a closed triangular area .
上記照射方向を上下方向に変化させても、上記電磁波の交差位置を上下に結ぶ交差線位置で照射光強度を一定にすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載した障害物検出装置。 The irradiation means irradiates a beam of electromagnetic waves in the irradiation direction, and scans by changing the irradiation direction in the vertical direction along the scan range,
5. The irradiation light intensity is made constant at a crossing line position that connects the crossing positions of the electromagnetic waves up and down even when the irradiation direction is changed in the vertical direction. Obstacle detection device.
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