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WO2018173594A1 - 距離測定装置、および搬送車 - Google Patents

距離測定装置、および搬送車 Download PDF

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Publication number
WO2018173594A1
WO2018173594A1 PCT/JP2018/005927 JP2018005927W WO2018173594A1 WO 2018173594 A1 WO2018173594 A1 WO 2018173594A1 JP 2018005927 W JP2018005927 W JP 2018005927W WO 2018173594 A1 WO2018173594 A1 WO 2018173594A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
measurement
distance
light
measuring device
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/005927
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石丸　裕
佐伯　哲夫
智浩 江川
岡本　修治
Original Assignee
日本電産株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産株式会社 filed Critical 日本電産株式会社
Publication of WO2018173594A1 publication Critical patent/WO2018173594A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to a distance measuring device and a transport vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a laser scanner mounted on a moving device. *
  • the laser scanner includes an optical deflection unit that is rotationally driven by a motor, and a light receiver.
  • an optical deflection unit that is rotationally driven by a motor
  • a light receiver When light beams having individual light pulses are deflected through the light deflection unit towards the monitoring area and the light beams are reflected off the object, the reflected light returns to the laser scanner and is detected by the light receiver. With this configuration, the light beam scans the monitoring area. When the reflected light is received by the light receiver, the angular position of the object in the monitoring region is estimated from the angular position of the deflection unit detected by the encoder. *
  • the distance from the laser scanner to the object is estimated based on the required time from when each light pulse is emitted until it is reflected and received by the object in the monitoring area.
  • the position on the two-dimensional coordinate of the object in the monitoring area can be grasped by the angular position and the distance acquired in this way. That is, a distance image of the object can be acquired.
  • the laser scanner when the laser scanner is mounted on a moving device such as an omnidirectional drive type transporting device that can rotate on the spot, the light deflection unit in the laser scanner rotates on the rotating moving device. For this reason, the rotational speed of the light deflection unit viewed from the place where the moving device moves relatively increases or decreases depending on the rotation direction of the moving device. Then, since the angular position scanned by the light beam is shifted, the position of the light beam applied to the object is shifted. Thereby, distortion will arise in the acquired distance image. *
  • Patent Document 1 a rotational speed sensor is provided in the laser scanner, and the rotational speed and direction of the laser scanner itself are detected by the rotational speed sensor. Based on the detected information, the correction unit corrects the measured distance image. Thereby, the distortion of the distance image caused by the rotation of the moving device is suppressed.
  • Patent Document 1 since it is necessary to provide a rotation speed sensor in the laser scanner, there is a problem that the cost of the laser scanner increases.
  • moving devices such as transport devices often move linearly and the frequency of rotational movement is considered to be relatively low, but the laser scanner itself cannot grasp the traveling status of the moving device, so the laser scanner depends on the traveling status.
  • correction processing according to the output of the rotational speed sensor must be performed. Therefore, the load on the calculation unit that performs the correction process increases, and the amount of heat generation increases. Then, the problem that the cost by a heat countermeasure rises arises. *
  • an object of the present invention is to provide a distance measuring device capable of reducing costs and a transport vehicle equipped with the distance measuring device.
  • An exemplary distance measuring device of the present invention is based on a light projecting unit that emits projection light, a motor that rotationally drives the light projecting unit, a light receiving unit, emission of the projection light, and light reception by the light receiving unit.
  • a distance measurement unit that measures the distance to the measurement object, a measurement distance data output unit that outputs measurement distance data based on a measurement result by the distance measurement unit, and a rotational speed of the mobile device in which the distance measurement device is mounted
  • a storage unit that stores information, and a movement information acquisition unit that acquires at least rotation direction information from the moving device, wherein the measurement distance data output unit is based on the rotation speed information and the rotation direction information. The measurement distance data is corrected.
  • another exemplary distance measuring device of the present invention includes: a light projecting unit that emits projection light; a motor that rotationally drives the light projecting unit; a light receiving unit; and the emission of the projection light and the light receiving unit.
  • a distance measurement unit that measures the distance to the measurement object based on the received light, a measurement distance data output unit that outputs measurement distance data based on the measurement result by the distance measurement unit, and a movement in which the distance measurement device is mounted
  • a storage unit that stores rotation speed information of the device, a movement information acquisition unit that acquires rotation direction information from the moving device, and a correction that corrects the rotation speed of the motor based on the rotation speed information and the rotation direction information. And a portion.
  • FIG. 1 is a schematic overall perspective view of an automatic guided vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the automatic guided vehicle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view seen from above of the automatic guided vehicle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic side cross-sectional view of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the distance measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the automatic guided vehicle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart regarding operations performed by the automatic guided vehicle and the distance measuring device.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of the rotation direction of the automatic guided vehicle with respect to the rotation direction of the light projecting mirror of the distance measuring device.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a distance image corresponding to the scanning rotation speed.
  • FIG. 10 is a flowchart regarding a modified example of the operation performed by the automatic guided vehicle and the distance measuring device.
  • the distance measuring device is configured as a laser range finder
  • AGV Automatic Guided Vehicle
  • FIG. 1 is a schematic overall perspective view of an automatic guided vehicle 15 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the automatic guided vehicle 15 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view seen from above the automatic guided vehicle 15 according to the embodiment of the present invention.
  • the automatic guided vehicle 15 travels autonomously by two-wheel drive and transports luggage. In particular, the automatic guided vehicle 15 can rotate on the spot. *
  • the automatic guided vehicle 15 includes a vehicle body 1, a loading platform 2, support portions 3L and 3R, drive motors 4L and 4R, drive wheels 5L and 5R, driven wheels 6F and 6R, and a distance measuring device 7. . *
  • the vehicle body 1 includes a base portion 1A and a base portion 1B.
  • the plate-like pedestal 1B is fixed to the rear upper surface of the base 1A.
  • the base part 1B has a triangular part Tr protruding forward.
  • the plate-shaped loading platform 2 is fixed to the upper surface of the platform 1B.
  • a load can be placed on the upper surface of the loading platform 2.
  • the loading platform 2 extends further forward than the platform 1B. Thus, a gap S is formed between the front of the base 1A and the front of the loading platform 2. *
  • the distance measuring device 7 is disposed at the front position of the apex of the triangular portion Tr of the base portion 1B in the gap S.
  • the distance measuring device 7 is configured as a laser range finder, and is a device that measures the distance to the measurement object while scanning the laser beam.
  • the distance measuring device 7 is used for map information creation and self-position identification described later. The detailed configuration of the distance measuring device 7 itself will be described later. *
  • the support portion 3L is fixed to the left side of the base portion 1A and supports the drive motor 4L.
  • the drive motor 4L is configured by an AC servo motor as an example.
  • the drive motor 4L incorporates a reduction gear (not shown).
  • the drive wheel 5L is fixed to a rotating shaft of the drive motor 4L. *
  • the support portion 3R is fixed to the right side of the base portion 1A and supports the drive motor 4R.
  • the drive motor 4R is configured by an AC servo motor as an example.
  • the drive motor 4R incorporates a reduction gear (not shown).
  • the drive wheel 5R is fixed to a rotating shaft of the drive motor 4R. *
  • the driven wheel 6F is fixed to the front side of the base 1A.
  • the driven wheel 6R is fixed to the rear side of the base 1A.
  • the driven wheels 6F and 6R rotate passively according to the rotation of the drive wheels 5L and 5R. *
  • the automatic guided vehicle 15 can be moved forward and backward by rotationally driving the drive wheels 5L and 5R by the drive motors 4L and 4R. In addition, by controlling the rotational speeds of the drive wheels 5L and 5R to be different, the automatic guided vehicle 15 can be rotated clockwise or counterclockwise to change the direction. *
  • the base 1A accommodates the control unit U, the battery B, and the communication unit T therein.
  • the control unit U is connected to the distance measuring device 7, the drive motors 4L and 4R, the communication unit T, and the like.
  • the control unit U communicates various signals with the distance measuring device 7 as will be described later.
  • the control unit U also performs drive control of the drive motors 4L and 4R.
  • the communication unit T communicates with an external tablet terminal (not shown) and complies with, for example, Bluetooth (registered trademark). Thereby, the automatic guided vehicle 15 can be remotely operated by the tablet terminal.
  • the battery B is composed of, for example, a lithium ion battery, and supplies power to each unit such as the distance measuring device 7, the control unit U, the communication unit T, and the like. *
  • FIG. 4 is a schematic side sectional view of the distance measuring device 7.
  • the distance measuring device 7 configured as a laser range finder includes a laser light source 71, a collimating lens 72, a light projecting mirror 73, a light receiving lens 74, a light receiving mirror 75, a wavelength filter 76, a light receiving unit 77, and a rotation.
  • a housing 78, a motor 79, a housing 80, a substrate 81, and wiring 82 are included. *
  • the casing 80 has a substantially cylindrical shape extending in the vertical direction in appearance, and accommodates various configurations including the laser light source 71 in the internal space.
  • the laser light source 71 is mounted on the lower surface of the substrate 81 fixed to the lower surface of the upper end portion of the housing 80. For example, the laser light source 71 emits laser light in the infrared region downward.
  • the collimating lens 72 is disposed below the laser light source 71.
  • the collimating lens 72 emits the laser light emitted from the laser light source 71 downward as parallel light.
  • a light projecting mirror 73 is disposed below the collimating lens 72.
  • the light projection mirror 73 is fixed to the rotary casing 78.
  • the rotary casing 78 is fixed to the shaft 79A of the motor 79, and is driven to rotate around the rotation axis J by the motor 79.
  • the light projection mirror 73 is also driven to rotate around the rotation axis J.
  • the light projecting mirror 73 reflects the laser light emitted from the collimating lens 72 and emits the reflected laser light as projection light L1. Since the light projection mirror 73 is rotationally driven as described above, the projection light L1 is emitted while changing the emission direction in the range of 360 degrees around the rotation axis J. *
  • the casing 80 has a transmission part 801 in the middle in the vertical direction.
  • the transmission part 801 is made of a translucent resin or the like. *
  • the projection light L ⁇ b> 1 reflected and emitted by the light projecting mirror 73 passes through the transmission part 801, passes through the gap S, and is emitted to the outside from the automatic guided vehicle 15.
  • the predetermined scanning rotation angle range ⁇ is set to 270 degrees around the rotation axis J as an example, as shown in FIG. More specifically, the range of 270 degrees includes forward 180 degrees and rear left and right 45 degrees.
  • the projection light L1 passes through the transmission unit 801 at least in the range of 270 degrees around the rotation axis J. In the range where the rear transmission portion 801 is not disposed, the projection light L1 is blocked by the inner wall of the housing 80, the wiring 82, or the like. *
  • the light receiving mirror 75 is fixed to the rotary casing 78 at a position below the light projecting mirror 73.
  • the light receiving lens 74 is fixed to the circumferential side surface of the rotating housing 78.
  • the wavelength filter 76 is positioned below the light receiving mirror 75 and is fixed to the rotary casing 78.
  • the light receiving unit 77 is positioned below the wavelength filter 76 and is fixed to the rotating housing 78.
  • the projection light L1 emitted from the distance measuring device 7 is reflected by the measurement object and becomes diffused light.
  • a part of the diffused light passes through the gap S and the transmission part 801 as incident light L2 and enters the light receiving lens 74.
  • the incident light L2 that has passed through the light receiving lens 74 enters the light receiving mirror 75 and is reflected downward by the light receiving mirror 75.
  • the reflected incident light L 2 passes through the wavelength filter 76 and is received by the light receiving unit 77.
  • the wavelength filter 76 transmits light in the infrared region.
  • the light receiving unit 77 converts the received light into an electrical signal by photoelectric conversion.
  • a range formed by rotating at a predetermined radius around the rotation axis J in the scanning rotation angle range ⁇ is defined as the measurement range Rs.
  • the projection light L1 is emitted within the scanning rotation angle range ⁇ and the projection light L1 is reflected by the measurement object located within the measurement range Rs, the reflected light passes through the transmission unit 801 as the incident light L2 and is received by the light receiving lens 74. Is incident on. *
  • the motor 79 is connected to the substrate 81 by the wiring 82 and is driven to rotate when energized from the substrate 81.
  • the motor 79 rotates the rotary casing 78 at a predetermined rotation speed.
  • the rotary casing 78 is driven to rotate at about 3000 rpm.
  • the wiring 82 is routed along the vertical direction on the rear inner wall of the housing 80. *
  • FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the distance measuring device 7. *
  • the distance measuring device 7 includes a laser light emitting unit 701, a laser light receiving unit 702, a distance measuring unit 703, an arithmetic processing unit 704, a data communication interface 705, a driving unit 706, and a motor 79. And having. *
  • the laser light emitting unit 701 includes a laser light source 71 (FIG. 4) and an LD driver (not shown) that drives the laser light source 71.
  • the LD driver is mounted on the substrate 81.
  • the laser light receiving unit 702 includes a light receiving unit 77 and a comparator (not shown) that receives an electrical signal output from the light receiving unit 77.
  • the comparator is mounted on the light receiving unit 77, compares the level of the electric signal with a predetermined threshold level, and outputs a measurement pulse having a high level or a low level according to the comparison result. *
  • the distance measuring unit 703 receives a measurement pulse output from the laser light receiving unit 702.
  • the laser emission unit 701 emits laser light using the laser emission pulse output from the arithmetic processing unit 704 as a trigger.
  • the projection light L1 is emitted.
  • the incident light L2 is received by the laser light receiving unit 702.
  • a measurement pulse is generated according to the amount of light received by the laser light receiving unit 702, and the measurement pulse is output to the distance measuring unit 703. *
  • the reference pulse output together with the laser emission pulse by the arithmetic processing unit 704 is input to the distance measuring unit 703.
  • the distance measuring unit 703 can acquire the distance to the measurement object OJ by measuring the elapsed time from the rising timing of the reference pulse to the rising timing of the measurement pulse. That is, the distance measuring unit 703 measures the distance by a so-called TOF (Time Of Flight) method.
  • the distance measurement result is output from the distance measurement unit 703 as measurement data.
  • the driving unit 706 controls the rotation of the motor 79.
  • the motor 79 is rotationally driven by the drive unit 706 at a predetermined rotational speed.
  • the arithmetic processing unit 704 outputs a laser emission pulse every time the motor 79 rotates by a predetermined unit angle.
  • the predetermined unit angle is 1 degree.
  • the arithmetic processing unit 704 is arranged on an orthogonal coordinate system based on the distance measuring device 7 based on the rotation angle position of the motor 79 at the timing when the laser emission pulse is output and the measurement data obtained corresponding to the laser emission pulse.
  • the position information of is generated. That is, the position of the measurement object OJ is acquired based on the rotation angle position of the projection mirror 73 and the measured distance.
  • the acquired position information is output from the arithmetic processing unit 704 as measurement distance data. In this way, a distance image of the measurement object OJ can be acquired by scanning with the projection light L1 in the scanning rotation angle range ⁇ . *
  • the amount of light received by the laser light receiving unit 702 varies depending on the reflectance of light at the measurement object OJ. For example, when the measurement object OJ is a black object and the light reflectance is reduced, the amount of received light is reduced and the rise of the measurement pulse is delayed. Then, the distance measurement unit 703 measures the distance longer. As described above, the measured distance may change depending on the reflectance of the light at the measurement object OJ even if the distance is actually the same.
  • the arithmetic processing unit 704 improves the measurement accuracy of the distance by correcting the measurement data according to the length of the measurement pulse.
  • the arithmetic processing unit 704 uses the corrected measurement data when generating the measurement distance data. *
  • the measurement distance data output from the arithmetic processing unit 704 is transmitted to the automatic guided vehicle 15 side shown in FIG. 6 to be described later via the data communication interface 705. *
  • FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the automatic guided vehicle 15. *
  • the automatic guided vehicle 15 includes a distance measuring device 7, a control unit 8, a drive unit 9, a power button 10, and a communication unit T. *
  • the control unit 8 is provided in the control unit U (FIG. 1).
  • the drive unit 9 includes a motor driver (not shown) and drive motors 4L and 4R.
  • the motor driver is provided in the control unit U.
  • the control unit 8 controls the drive unit 9 by giving a command.
  • the drive unit 9 controls the rotation speed and direction of the drive wheels 5L and 5R. *
  • the control unit 8 communicates with a tablet terminal (not shown) via the communication unit T.
  • the control part 8 can receive the operation signal according to the content operated in the tablet terminal via the communication part T.
  • the power button 10 is an operation button for turning on and starting the automatic guided vehicle 15. *
  • the control unit 8 receives the measurement distance data output from the distance measurement device 7.
  • the control unit 8 can create map information based on the measured distance data.
  • the map information is information that is generated for performing self-position identification that identifies the position of the automatic guided vehicle 15 and is generated as position information of a stationary object at a place where the automatic guided vehicle 15 travels.
  • the stationary object is a wall of the warehouse, a shelf arranged in the warehouse, or the like.
  • the map information is generated when a manual operation of the automatic guided vehicle 15 is performed by a tablet terminal, for example.
  • an operation signal corresponding to, for example, operation of the joystick of the tablet terminal is transmitted to the control unit 8 via the communication unit T, so that the control unit 8 instructs the drive unit 9 according to the operation signal, and the unmanned The conveyance vehicle 15 is travel-controlled.
  • the control unit 8 specifies, as map information, the position of the measurement object at the place where the automatic guided vehicle 15 travels based on the measurement distance data input from the distance measuring device 7 and the position of the automatic guided vehicle 15. .
  • the position of the automatic guided vehicle 15 is specified based on the drive information of the drive unit 9. *
  • the map information generated as described above is stored in the storage unit 85 of the control unit 8.
  • the control unit 8 compares the measured distance data input from the distance measuring device 7 with the map information stored in advance in the storage unit 85, thereby performing self-position identification that identifies the self-position of the automatic guided vehicle 15. Do. By performing self-position identification, the control unit 8 can perform autonomous traveling control of the automatic guided vehicle 15 along a predetermined route.
  • step S1 When the power button 10 is operated, the process of FIG. 7 is started, and the control unit 8 controls to supply power from the battery B to each unit except the distance measuring device 7 shown in FIG. 15 is activated (step S1). At the same time, the control unit 8 controls to supply the power from the battery B to the distance measuring device 7 and activates the distance measuring device 7 (step S11).
  • step S ⁇ b> 2 the control unit 8 transmits rotational speed information stored in advance in the storage unit 85 to the distance measuring device 7.
  • the rotation speed information is information indicating the rotation speed when the automatic guided vehicle 15 rotates. That is, the rotation speed when the automatic guided vehicle 15 rotates is set in advance.
  • step S ⁇ b> 12 the arithmetic processing unit 704 of the distance measuring device 7 receives the transmitted rotation speed information via the data communication interface 705.
  • the arithmetic processing unit 704 stores the received rotation speed information.
  • step S2 the automatic guided vehicle 15 starts to travel in step S3.
  • the control unit 8 gives a command to the drive unit 9 in response to a manual operation on the tablet terminal, whereby the traveling control of the automatic guided vehicle 15 is performed.
  • the control unit 8 instructs the drive unit 9 to move the automatic guided vehicle 15 straight at a predetermined speed and in a predetermined direction (forward or reverse).
  • the control unit 8 rotates the automatic guided vehicle 15 at a predetermined rotation speed, a predetermined rotation angle, and a predetermined rotation direction (clockwise or counterclockwise).
  • control unit 8 autonomously instructs the driving unit 9 so that the automatic guided vehicle 15 Is moved straight or rotated in the same manner as described above.
  • Step S ⁇ b> 5 the control unit 8 transmits the rotation angle information and the rotation direction information to the distance measuring device 7.
  • the rotation angle information is information indicating a rotation angle when the automatic guided vehicle 15 rotates.
  • the rotation direction information is information indicating a rotation direction (clockwise or counterclockwise) when the automatic guided vehicle 15 rotates.
  • step S ⁇ b> 12 after step S ⁇ b> 12, operation processing unit 704 starts outputting measurement distance data to automatic guided vehicle 15 via data communication interface 705 in step S ⁇ b> 13.
  • the control unit 8 creates map information based on the measured distance data acquired from the distance measuring device 7. Further, at the time of self-position identification, the control unit 8 specifies the position of the automatic guided vehicle 15 based on the comparison between the measured distance data acquired from the distance measuring device 7 and the existing map information.
  • Step S4 The straight movement of the automatic guided vehicle 15 is continued (N in Step S4), and the process does not proceed to Step S5.
  • the rotation angle information and the rotation direction information are not transmitted to the distance measuring device 7, and the calculation processing unit 704 receives these information. If not (N in Step S14), the arithmetic processing unit 704 outputs the measurement distance data without correcting it without proceeding to Step S15. *
  • Step S4 When the rotation operation of the automatic guided vehicle 15 is started (Y in Step S4), the rotation angle information and the rotation direction information are transmitted to the distance measuring device 7 in Step S5, and the arithmetic processing unit 704 receives these information (Step S4). Y of S14), the process proceeds to step S15.
  • step S15 the arithmetic processing unit 704 corrects and corrects the measurement distance data based on the rotation speed information received and stored from the automatic guided vehicle 15 in step S12 and the received rotation angle information and rotation direction information.
  • the measurement distance data is output to the automatic guided vehicle 15.
  • the schematic diagram shown in FIG. 8 shows that the light projection mirror 73 is always rotating clockwise in the distance measuring device 7, and the case where the automatic guided vehicle 15 rotates clockwise is shown on the left side.
  • the case where 15 rotates counterclockwise is shown on the right side.
  • the scanning rotational speed by the laser light becomes faster than when the automatic guided vehicle 15 does not rotate.
  • the rotation speed of the scanning by the laser light is compared with the case where the automatic guided vehicle 15 does not rotate. Will be late. Therefore, in any case, the irradiation position of the laser beam on the object is shifted as compared with the case where the automatic guided vehicle 15 does not rotate.
  • FIG. 9 shows an example of how the distance image changes according to the scanning rotation speed.
  • a distance measuring device is arranged at the origin 0.
  • FIG. 9 shows a measurement result of the shape of the room when the distance measuring device is arranged in a rectangular room.
  • the light projecting mirror always rotates clockwise as shown in FIG.
  • the scanning rotation speed is increased and is represented by a one-dot chain line.
  • the scanning rotational speed becomes slow and is represented by a broken line.
  • the distance image represented by the broken line or the alternate long and short dash line may be corrected to the distance image represented by the solid line.
  • step S15 such correction is performed on the measurement distance data.
  • the rotational distance information is also used for the measurement distance data. Correction is being performed. However, it is not essential to use the rotation angle information.
  • the rotation speed uses information stored in advance on the automatic guided vehicle 15 side, and the control unit 8 instructs the drive unit 9 about the rotation angle and the rotation direction. Therefore, it is not necessary to provide a sensor on either the distance measuring device 7 or the automatic guided vehicle 15 side. Therefore, the cost of the distance measuring device 7 and the automatic guided vehicle 15 can be reduced. Since the distance measuring device 7 is not provided with a sensor, the distance measuring device 7 can be used by being mounted on a device other than a moving device such as a transport vehicle that performs a rotating operation. *
  • the arithmetic processing unit 704 only needs to perform the correction processing of the measurement distance data when receiving the rotation angle information and the rotation direction information from the automatic guided vehicle 15 side, thereby suppressing the calculation load. can do. Therefore, it is possible to reduce the cost of heat countermeasures due to the calculation load.
  • the arithmetic processing unit of the distance measuring device stores predetermined rotational speed information in advance, and the rotational speed information is The form which is not transmitted from the conveyance vehicle side may be sufficient.
  • the distance measuring device (7) of the present embodiment includes the light projecting unit (73) that emits the projection light (L1), and the motor (79) that rotationally drives the light projecting unit. ), A light receiving unit (702), a distance measuring unit (703) that measures the distance to the measurement object based on emission of the projection light and light reception by the light receiving unit, and a measurement result by the distance measuring unit A measurement distance data output unit (704) that outputs measurement distance data based on the data, a storage unit (704) that stores rotational speed information of the moving device (15) on which the distance measuring device is mounted, and a rotation direction from the moving device. A movement information acquisition unit (704) that acquires at least information. The measurement distance data output unit corrects the measurement distance data based on the rotation speed information and the rotation direction information. *
  • the cost of the distance measuring device can be reduced. Further, only when the moving device rotates, the rotation direction information is acquired from the moving device and the measurement distance data is corrected, so that the calculation load can be suppressed. Therefore, the amount of generated heat can be suppressed, and the cost for heat countermeasures can be reduced.
  • the storage unit stores the rotation speed information transmitted from the moving device. Thereby, the control according to the rotational speed specification of the moving device on which the distance measuring device is mounted can be performed.
  • the movement information acquisition unit acquires rotation angle information from the moving device, and the measurement distance data output unit is based on the rotation speed information, the rotation direction information, and the rotation angle information.
  • the measurement distance data is corrected. Thereby, the measurement distance data can be corrected with higher accuracy.
  • the transport vehicle (15) of the present embodiment is equipped with the distance measuring device having any one of the above configurations. Since the transport vehicle generally rotates, it is particularly suitable as an object on which the distance measuring device having the above configuration is mounted. *
  • FIG. 10 is a flowchart regarding a modified example of the operation performed by the automated guided vehicle 15 and the distance measuring device 7.
  • steps S21 to S25 show the operation on the automatic guided vehicle 15 side
  • steps S31 to S35 show the operation on the distance measuring device 7 side, as in FIG.
  • differences from the processing of FIG. 7 will be particularly described. *
  • step S23 While the automatic guided vehicle 15 starts to travel in step S23 and the automatic guided vehicle 15 continues to move straight (N in step S24), the process does not proceed to step S25.
  • the process proceeds to Step S25, and the control unit 8 transmits the rotation direction information to the distance measuring device 7.
  • step S33 the arithmetic processing unit 704 starts outputting the measured distance data to the automatic guided vehicle 15. While the automatic guided vehicle 15 continues to move straight and the arithmetic processing unit 704 does not receive the rotation direction information from the automatic guided vehicle 15 (N in step S34), the arithmetic processing unit 704 does not correct the rotational speed of the motor 79. Thus, the motor 79 is rotated at a predetermined rotational speed.
  • Step S35 the arithmetic processing unit 704 corrects the rotation speed of the motor 79 that rotates the projection mirror 73 based on the rotation speed information stored in step S32 and the received rotation direction information.
  • the arithmetic processing unit 704 instructs the driving unit 706 to perform the corrected rotation speed.
  • the rotational speed of the motor 79 is corrected to be lower than a predetermined rotational speed when the automatic guided vehicle 15 does not rotate.
  • the scanning rotation speed by the rotation of the automatic guided vehicle 15 and the rotation of the motor 79 is set to the predetermined rotation speed.
  • the rotation direction information is opposite to the rotation direction of the motor 79, the rotation of the automatic guided vehicle 15 and the rotation of the motor 79 are corrected by correcting the rotation speed of the motor 79 to be higher than the predetermined rotation speed.
  • the scanning rotation speed by is set to the predetermined rotation speed.
  • the arithmetic processing unit 704 outputs the laser light emission pulse at the output time interval when the laser light emission pulse is output by the unit rotation angle (for example, 1 degree) of the motor 79 when the automatic guided vehicle 15 does not rotate. Thereby, distortion of a distance image can be suppressed. That is, in this embodiment, the measurement distance data is output without being corrected.
  • the rotation speed uses information stored in advance on the automatic guided vehicle 15 side, and the rotation direction is a content commanded by the control unit 8 to the drive unit 9. Therefore, it is not necessary to provide a sensor on either the distance measuring device 7 or the automatic guided vehicle 15 side. Therefore, the cost of the distance measuring device 7 and the automatic guided vehicle 15 can be reduced.
  • the calculation processing unit 704 only needs to perform the rotation speed correction process when receiving the rotation direction information from the automatic guided vehicle 15 side, so that the calculation load can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce the cost of heat countermeasures due to the calculation load.
  • the distance measuring device (7) of the present embodiment includes the light projecting unit (73) that emits the projection light (L1), the motor (79) that rotationally drives the light projecting unit, and the light receiving unit (702). ), A distance measuring unit (703) that measures the distance to the measurement object based on emission of the projection light and light reception by the light receiving unit, and measurement distance data is output based on the measurement result of the distance measuring unit A measurement distance data output unit (704) that performs the measurement, a storage unit (704) that stores rotational speed information of the moving device (15) on which the distance measuring device is mounted, and movement information acquisition that acquires rotational direction information from the moving device. A correction unit (704) that corrects the rotation speed of the motor based on the rotation speed information and the rotation direction information. *
  • the sensor when the distortion of the distance image is suppressed, the sensor is not required for the distance measuring device, and thus the cost of the distance measuring device can be reduced. Further, only when the moving device rotates, the rotation direction information is acquired from the moving device and the rotational speed of the motor is corrected, so that the calculation load can be suppressed. Therefore, the amount of generated heat can be suppressed, and the cost for heat countermeasures can be reduced.
  • the transport vehicle (15) of the present embodiment is equipped with the distance measuring device having the above-described configuration. Since the transport vehicle generally rotates, it is particularly suitable as an object on which the distance measuring device having the above configuration is mounted.
  • the automatic guided vehicle has been described as an example of the moving device.
  • the moving device is not limited thereto, and the moving device may be applied to a device other than the transportation application such as a cleaning robot and a monitoring robot.
  • the present invention can be used, for example, in an automated guided vehicle that transports luggage.

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

【解決手段】投射光を出射する投光部と、前記投光部を回転駆動させるモータと、受光部と、前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、前記距離計測部による計測結果に基づいて測定距離データを出力する測定距離データ出力部と、距離測定装置が搭載される移動装置の回転速度情報を記憶する記憶部と、前記移動装置から回転方向情報を少なくとも取得する移動情報取得部と、を備え、前記測定距離データ出力部は、前記回転速度情報と前記回転方向情報とに基づいて前記測定距離データを補正する距離測定装置としている。

Description

距離測定装置、および搬送車
本発明は、距離測定装置、および搬送車に関する。
従来、移動装置に搭載される距離測定装置が種々開発されている。例えば、特許文献１には、移動装置に搭載されるレーザスキャナが開示される。　
上記レーザスキャナは、モータにより回転駆動される光偏向ユニットと、受光器を有する。個々の光パルスを有する光線が光偏向ユニットを介して監視領域へ向けて偏向され、光線が物体に反射すると、反射光がレーザスキャナに戻り、受光器によって検出される。この構成により、光線は監視領域を走査する。受光器に反射光が受光されたときに、エンコーダによって検出される偏向ユニットの角度位置から監視領域内における物体の角度位置が推定される。　
また、個々の光パルスが出射されてから、監視領域内の物体により反射されて受光されるまでの所要時間に基づいて、レーザスキャナから物体までの距離が推定される。このように取得される角度位置と距離によって、監視領域内の物体の２次元座標上の位置を把握できる。すなわち、物体の距離画像を取得できる。　
しかしながら、その場で回転することが可能な全方向駆動型の運搬装置などの移動装置にレーザスキャナを搭載した場合、回転する移動装置上でレーザスキャナにおける光偏向ユニットが回転する。このため、移動装置が移動する場所から相対的に見た光偏向ユニットの回転速度は、移動装置の回転方向により速くなったり、遅くなったりする。すると、光線により走査する角度位置がずれてしまうので、物体に照射される光線の位置がずれてしまう。これにより、取得した距離画像に歪みが生じてしまう。　
そこで、上記特許文献１では、レーザスキャナに回転速度センサを設け、回転速度センサによりレーザスキャナ自体の回転速度および回転方向を検出する。そして、これらの検出された情報に基づき、補正ユニットは、測定した距離画像を補正する。これにより、移動装置の回転により生ずる距離画像の歪みを抑制する。
特開２０１４－２１５２９６号公報
しかしながら、上記特許文献１では、レーザスキャナに回転速度センサを設ける必要があるので、レーザスキャナのコストが上昇する問題がある。また、運搬装置などの移動装置は直線運動することが多く、回転運動の頻度は比較的少ないと考えられるが、レーザスキャナ自身は移動装置の走行状況は把握できないので、レーザスキャナは走行状況に依らず常に回転速度センサの出力に応じた補正処理を行わなければならない。従って、補正処理を行う演算部の負荷が大きくなり、発熱量が大きくなる。すると、熱対策によるコストが上昇する問題が生じる。　
上記状況に鑑み、本発明は、コストの低減を図ることのできる距離測定装置、およびこれを備えた搬送車を提供することを目的とする。
本発明の例示的な距離測定装置は、　投射光を出射する投光部と、　前記投光部を回転駆動させるモータと、　受光部と、　前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、　前記距離計測部による計測結果に基づいて測定距離データを出力する測定距離データ出力部と、　距離測定装置が搭載される移動装置の回転速度情報を記憶する記憶部と、　前記移動装置から回転方向情報を少なくとも取得する移動情報取得部と、　を備え、　前記測定距離データ出力部は、前記回転速度情報と前記回転方向情報とに基づいて前記測定距離データを補正する、構成としている。　
また、本発明の別の例示的な距離測定装置は、　投射光を出射する投光部と、　前記投光部を回転駆動させるモータと、　受光部と、　前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、　前記距離計測部による計測結果に基づいて測定距離データを出力する測定距離データ出力部と、　距離測定装置が搭載される移動装置の回転速度情報を記憶する記憶部と、　前記移動装置から回転方向情報を取得する移動情報取得部と、　前記回転速度情報と前記回転方向情報とに基づいて前記モータの回転速度を補正する補正部と、を備える構成としている。
本発明の例示的な距離測定装置によれば、コストの低減を図ることができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車の概略全体斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車の概略側面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車の上方から視た平面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る距離測定装置の概略側面断面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る距離測定装置の電気的構成を示すブロック図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車の電気的構成を示すブロック図である。 図７は、無人搬送車および距離測定装置が行う動作に関するフローチャートである。 図８は、距離測定装置の投光ミラーの回転方向に対する無人搬送車の回転方向の一例を示す模式図である。 図９は、走査回転速度に応じた距離画像の一例を示す図である。 図１０は、無人搬送車および距離測定装置が行う動作の変形例に関するフローチャートである。
以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、距離測定装置をレーザレンジファインダーとして構成した例について述べる。また、距離測定装置を搭載する移動装置としては、荷物を運搬する用途である無人搬送車を例に挙げて説明する。無人搬送車は、一般的にＡＧＶ（Automatic  Guided  Vehicle）とも呼称される。　
＜１．無人搬送車の全体構成＞　図１は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車１５の概略全体斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車１５の概略側面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る無人搬送車１５の上方から視た平面図である。無人搬送車１５は、二輪駆動により自律的に走行し、荷物を運搬する。特に、無人搬送車１５は、その場において回転することが可能である。　
無人搬送車１５は、車体１と、荷台２と、支持部３Ｌ、３Ｒと、駆動モータ４Ｌ、４Ｒと、駆動輪５Ｌ、５Ｒと、従動輪６Ｆ、６Ｒと、距離測定装置７と、を備える。　
車体１は、基部１Ａと、台部１Ｂと、から構成される。板状の台部１Ｂは、基部１Ａの後方上面に固定される。台部１Ｂは、前方に突出する三角形部Ｔｒを有する。板状の荷台２は、台部１Ｂの上面に固定される。荷台２の上面には、荷物を載置することが可能である。荷台２は、台部１Ｂよりも更に前方まで延びる。これにより、基部１Ａの前方と荷台２の前方との間には隙間Ｓが構成される。　
距離測定装置７は、隙間Ｓにおいて台部１Ｂの三角形部Ｔｒ頂点の前方位置に配置される。距離測定装置７は、レーザレンジファインダーとして構成され、レーザ光を走査しつつ計測対象物までの距離を計測する装置である。距離測定装置７は、後述するマップ情報作成、および自己位置同定に用いられる。距離測定装置７自体の詳細な構成については後述する。　
支持部３Ｌは、基部１Ａの左方側に固定され、駆動モータ４Ｌを支持する。駆動モータ４Ｌは、一例としてＡＣサーボモータにより構成される。駆動モータ４Ｌは、不図示の減速機を内蔵する。駆動輪５Ｌは、駆動モータ４Ｌの回転するシャフトに固定される。　
支持部３Ｒは、基部１Ａの右方側に固定され、駆動モータ４Ｒを支持する。駆動モータ４Ｒは、一例としてＡＣサーボモータにより構成される。駆動モータ４Ｒは、不図示の減速機を内蔵する。駆動輪５Ｒは、駆動モータ４Ｒの回転するシャフトに固定される。　
従動輪６Ｆは、基部１Ａの前方側に固定される。従動輪６Ｒは、基部１Ａの後方側に固定される。従動輪６Ｆ、６Ｒは、駆動輪５Ｌ、５Ｒの回転に応じて受動的に回転する。　
駆動モータ４Ｌ、４Ｒにより駆動輪５Ｌ、５Ｒを回転駆動することで、無人搬送車１５を前進および後進させることができる。また、駆動輪５Ｌ、５Ｒの回転速度に差を設けるよう制御することで、無人搬送車１５を右回りまたは左回りに回転させ、方向転換させることができる。　
基部１Ａは、内部に制御ユニットＵ、バッテリーＢ、および通信部Ｔを収容する。制御ユニットＵは、距離測定装置７、駆動モータ４Ｌ、４Ｒ、および通信部Ｔ等に接続される。　
制御ユニットＵは、後述するように距離測定装置７との間で種々の信号の通信を行う。制御ユニットＵは、駆動モータ４Ｌ、４Ｒの駆動制御も行う。通信部Ｔは、外部のタブレット端末（不図示）との間で通信を行い、例えばBluetooth（登録商標）に準拠する。これにより、タブレット端末により無人搬送車１５を遠隔操作することができる。バッテリーＢは、例えばリチウムイオン電池により構成され、距離測定装置７、制御ユニットＵ、通信部Ｔ等の各部に電力を供給する。　
＜２．距離測定装置の構成＞　図４は、距離測定装置７の概略側面断面図である。レーザレンジファインダーとして構成される距離測定装置７は、レーザ光源７１と、コリメートレンズ７２と、投光ミラー７３と、受光レンズ７４と、受光ミラー７５と、波長フィルタ７６と、受光部７７と、回転筐体７８と、モータ７９と、筐体８０と、基板８１と、配線８２と、を有する。　
筐体８０は、外観視で上下方向に延びる略円柱状であり、内部空間にレーザ光源７１を初めとする各種構成を収容する。レーザ光源７１は、筐体８０の上端部の下面に固定される基板８１の下面に実装される。レーザ光源７１は、例えば赤外領域のレーザ光を下方に出射する。　
コリメートレンズ７２は、レーザ光源７１の下方に配置される。コリメートレンズ７２は、レーザ光源７１から出射されるレーザ光を平行光として下方に出射する。コリメートレンズ７２の下方には、投光ミラー７３が配置される。　
投光ミラー７３は、回転筐体７８に固定される。回転筐体７８は、モータ７９のシャフト７９Ａに固定され、モータ７９によって回転軸Ｊ周りに回転駆動される。回転筐体７８の回転ととともに、投光ミラー７３も回転軸Ｊ周りに回転駆動される。投光ミラー７３は、コリメートレンズ７２から出射されるレーザ光を反射して、反射されたレーザ光を投射光Ｌ１として出射する。投光ミラー７３は上記のように回転駆動されるので、投射光Ｌ１は回転軸Ｊ周りの３６０度の範囲で出射方向を変えながら出射される。　
筐体８０は上下方向の途中において、透過部８０１を有する。透過部８０１は、透光性の樹脂等から構成される。　
投光ミラー７３で反射されて出射される投射光Ｌ１は、透過部８０１を透過して、隙間Ｓを通り、無人搬送車１５より外側へ出射される。本実施形態では、上記所定の走査回転角度範囲θは、図３に示すように、一例として回転軸Ｊ周りの２７０度に設定される。２７０度の範囲は、より具体的には、前方１８０度と後方左右それぞれ４５度ずつを含む。投射光Ｌ１は、少なくとも回転軸Ｊ周り２７０度の範囲で透過部８０１を透過する。なお、後方の透過部８０１が配置されない範囲では、投射光Ｌ１は筐体８０の内壁または配線８２等により遮られる。　
受光ミラー７５は、投光ミラー７３より下方の位置で回転筐体７８に固定される。受光レンズ７４は、回転筐体７８の周方向側面に固定される。波長フィルタ７６は、受光ミラー７５より下方に位置し、回転筐体７８に固定される。受光部７７は、波長フィルタ７６より下方に位置し、回転筐体７８に固定される。　
距離測定装置７から出射された投射光Ｌ１は
、計測対象物で反射して拡散光となる。拡散光の一部は、入射光Ｌ２として隙間Ｓおよび透過部８０１を透過して受光レンズ７４に入射される。受光レンズ７４を透過した入射光Ｌ２は、受光ミラー７５へ入射され、受光ミラー７５により下方へ反射される。反射された入射光Ｌ２は、波長フィルタ７６を透過して受光部７７により受光される。波長フィルタ７６は、赤外領域の光を透過させる。受光部７７は、受光した光を光電変換により電気信号に変換する。　
モータ７９により回転筐体７８が回転駆動されると、受光レンズ７４、受光ミラー７５、波長フィルタ７６、および受光部７７は、投光ミラー７３とともに回転駆動される。　
図３に示すように、走査回転角度範囲θ（＝２７０度）で回転軸Ｊ周りに所定半径にて回転して形成される範囲が測定範囲Ｒｓとして規定される。走査回転角度範囲θで投射光Ｌ１が出射され、測定範囲Ｒｓ内に位置する計測対象物で投射光Ｌ１が反射されると、反射光が入射光Ｌ２として透過部８０１を透過して受光レンズ７４に入射される。　
モータ７９は、配線８２によって基板８１に接続され、基板８１から通電されることで回転駆動される。モータ７９は、回転筐体７８を所定回転速度で回転させる。例えば、回転筐体７８は、３０００ｒｐｍ程度で回転駆動される。配線８２は、筐体８０の後方内壁に上下方向に沿って引き回される。　
＜３．距離測定装置の電気的構成＞　次に、距離測定装置７の電気的構成について説明する。図５は、距離測定装置７の電気的構成を示すブロック図である。　
図５に示すように、距離測定装置７は、レーザ発光部７０１と、レーザ受光部７０２と、距離計測部７０３と、演算処理部７０４と、データ通信インタフェース７０５と、駆動部７０６と、モータ７９と、を有する。　
レーザ発光部７０１は、レーザ光源７１（図４）と、レーザ光源７１を駆動する不図示のＬＤドライバなどを有する。ＬＤドライバは、基板８１に実装される。レーザ受光部７０２は、受光部７７と、受光部７７から出力される電気信号を受信する不図示のコンパレータなどを有する。コンパレータは、受光部７７に実装され、上記電気信号のレベルを所定閾値レベルと比較し、比較結果に応じてＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベルとした計測パルスを出力する。　
距離計測部７０３は、レーザ受光部７０２から出力される計測パルスを入力される。レーザ発光部７０１は、演算処理部７０４から出力されるレーザ発光パルスをトリガとしてレーザ光を発光する。このとき、投射光Ｌ１が出射される。出射された投射光Ｌ１が計測対象物ＯＪにより反射されると、入射光Ｌ２がレーザ受光部７０２により受光される。レーザ受光部７０２の受光量に応じて計測パルスが生成され、計測パルスが距離計測部７０３に出力される。　
ここで、距離計測部７０３には、演算処理部７０４によりレーザ発光パルスとともに出力される基準パルスが入力される。距離計測部７０３は、基準パルスの立ち上りタイミングから計測パルスの立ち上りタイミングまでの経過時間を計測することで、計測対象物ＯＪまでの距離を取得することができる。すなわち、距離計測部７０３は、所謂ＴＯＦ（Time Of Flight）方式によって距離を計測する。距離の計測結果は計測データとして距離計測部７０３から出力される。　
駆動部７０６は、モータ７９を回転駆動制御する。モータ７９は、駆動部７０６によって所定の回転速度で回転駆動される。演算処理部７０４は、モータ７９が所定単位角度回転するたびにレーザ発光パルスを出力する。例えば、上記所定単位角度は１度とする。これにより、回転筐体７８および投光ミラー７３が所定単位角度回転するたびにレーザ発光部７０１が発光し、投射光Ｌ１が出射される。　
演算処理部７０４は、レーザ発光パルスを出力したタイミングでのモータ７９の回転角度位置と、レーザ発光パルスに対応して得られる計測データに基づいて、距離測定装置７を基準とする直交座標系上の位置情報を生成する。すなわち、投光ミラー７３の回転角度位置と計測された距離に基づき、計測対象物ＯＪの位置が取得される。上記取得される位置情報は、測定距離データとして演算処理部７０４より出力される。このようにして、走査回転角度範囲θでの投射光Ｌ１による走査により、計測対象物ＯＪの距離画像を取得することができる。　
なお、計測対象物ＯＪでの光の反射率によって、レーザ受光部７０２における受光量が変化する。例えば計測対象物ＯＪが黒い物体で光の反射率が低下する場合、受光量が低下し、計測パルスの立ち上がりが遅くなる。すると、距離計測部７０３により距離が長めに計測されることになる。このように、計測対象物ＯＪでの光の反射率によって、実際には同じ距離であっても、計測された距離が変化することが生じる。ここで、受光量が低下すると、計測パルスの長さは短くなる。そこで、演算処理部７０４は、計測パルスの長さに応じて計測データを補正することで、距離の計測精度を向上させる。演算処理部７０４は、測定距離データの生成時に、上記補正した計測データを用いる。　
演算処理部７０４から出力された測定距離データは、データ通信インタフェース７０５を介して後述する図６に示す無人搬送車１５側に伝送される。　
＜４．無人搬送車の電気的構成＞　先述のように距離測定装置７側の電気的構成を説明したが、ここでは、図６を用いて無人搬送車１５側の電気的構成について説明する。図６は、無人搬送車１５の電気的構成を示すブロック図である。　
図６に示すように、無人搬送車１５は、距離測定装置７と、制御部８と、駆動部９と、電源ボタン１０と、通信部Ｔと、を有する。　
制御部８は、制御ユニットＵ（図１）に設けられる。駆動部９は、不図示のモータドライバと、駆動モータ４Ｌ、４Ｒなどを有する。モータドライバは、制御ユニットＵに設けられる。制御部８は、駆動部９に対して指令を行い制御する。駆動部９は、駆動輪５Ｌ、５Ｒの回転速度および回転方向を駆動制御する。　
制御部８は、通信部Ｔを介して不図示のタブレット端末と通信を行う。例えば、タブレット端末において操作された内容に応じた操作信号を通信部Ｔを介して制御部８が受信することができる。　
電源ボタン１０は、無人搬送車１５に電源を投入して起動させるための操作ボタンである。　
制御部８は、距離測定装置７から出力される測定距離データを入力される。制御部８は、測定距離データに基づいてマップ情報を作成することが可能である。マップ情報とは、無人搬送車１５の自己の位置を特定する自己位置同定を行うために生成される情報であり、無人搬送車１５が走行する場所における静止物の位置情報として生成される。例えば、無人搬送車１５が走行する場所が倉庫である場合は、静止物は倉庫の壁、倉庫内に配列された棚などである。　
マップ情報は、例えばタブレット端末により無人搬送車１５の手動操作が行われる際に生成される。この場合、タブレット端末の例えばジョイスティックの操作に応じた操作信号が通信部Ｔを介して制御部８に送信されることで、制御部８は操作信号に応じて駆動部９に指令を行い、無人搬送車１５を走行制御する。このとき、制御部８は、距離測定装置７から入力される測定距離データと、無人搬送車１５の位置に基づき、無人搬送車１５が走行する場所における計測対象物の位置をマップ情報として特定する。無人搬送車１５の位置は、駆動部９の駆動情報に基づき特定される。　
上記のように生成されたマップ情報は、制御部８の記憶部８５により記憶される。制御部８は、距離測定装置７から入力される測定距離データと、記憶部８５に予め記憶されたマップ情報とを比較することにより、無人搬送車１５の自己の位置を特定する自己位置同定を行う。自己位置同定を行うことで、制御部８は、予め定められた経路に沿った無人搬送車１５の自律的な走行制御を行うことができる。　
＜５．無人搬送車および距離測定装置の動作＞　次に、図７に示すフローチャートを参照して、無人搬送車１５および距離測定装置７の動作について説明する。図７において、左側におけるステップＳ１～Ｓ５の処理の流れは、無人搬送車１５の動作を示し、右側におけるステップＳ１１～Ｓ１５の処理の流れは、距離測定装置７の動作を示す。　
電源ボタン１０の操作がされると、図７の処理が開始され、制御部８は、バッテリーＢからの電力を図６に示す距離測定装置７を除く各部に供給するよう制御し、無人搬送車１５を起動させる（ステップＳ１）。それとともに、制御部８は、バッテリーＢからの電力を距離測定装置７に供給するよう制御し、距離測定装置７を起動させる（ステップＳ１１）。　
そして、ステップＳ２で、制御部８は、記憶部８５に予め記憶された回転速度情報を距離測定装置７へ送信する。回転速度情報は、無人搬送車１５が回転動作する際の回転速度を示す情報である。すなわち、無人搬送車１５が回転動作する際の回転速度は予め設定されている。　
すると、ステップＳ１２で、距離測定装置７の演算処理部７０４は、データ通信インタフェース７０５を介して、上記送信された回転速度情報を受信する。演算処理部７０４は、受信した回転速度情報を記憶する。　
ステップＳ２の後、ステップＳ３で、無人搬送車１５の走行が開始される。　
マップ情報の作成時には、先述したように例えばタブレット端末における手動操作に応じて制御部８が駆動部９に指令を行うことで、無人搬送車１５の走行制御が行われる。直進移動をさせる手動操作がされるときは、制御部８は、無人搬送車１５を所定速度および所定方向（前進または後進）で直進移動させるよう駆動部９に指令を行う。また、回転動作をさせる手動操作がされるときは、制御部８は、無人搬送車１５を所定回転速度、所定回転角度、および所定回転方向（右回りまたは左回り）で回転させるよう駆動部９に指令を行う。　
また、作成後のマップ情報に基づき自己位置同定しつつ自律的に無人搬送車１５が走行する際には、制御部８は、自律的に駆動部９に指令を行うことで、無人搬送車１５を上記と同様に直進移動または回転動作させる。　
無人搬送車１５の直進移動が継続される間は（ステップＳ４のＮ）、ステップＳ５に進まない。そして、無人搬送車１５の回転動作が開始されると（ステップＳ４のＹ）、ステップＳ５に進む。ステップＳ５で、制御部８は、回転角度情報と回転方向情報を距離測定装置７へ送信する。回転角度情報は、無人搬送車１５が回転する際の回転角度を示す情報である。回転方向情報は、無人搬送車１５が回転する際の回転方向（右回りまたは左回り）を示す情報である。　
一方、距離測定装置７においては、ステップＳ１２の後、ステップＳ１３で演算処理部７０４がデータ通信インタフェース７０５を介して測定距離データを無人搬送車１５へ出力することを開始する。マップ情報作成時には、制御部８は、距離測定装置７から取得した測定距離データに基づいてマップ情報を作成する。また、自己位置同定時には、制御部８は、距離測定装置７から取得した測定距離データと既存のマップ情報との比較に基づき、無人搬送車１５の位置を特定する。　
無人搬送車１５の直進移動が継続され（ステップＳ４のＮ）、ステップＳ５に進まず、回転角度情報と回転方向情報が距離測定装置７へ送信されず、これらの情報を演算処理部７０４が受信しない場合は（ステップＳ１４のＮ）、ステップＳ１５に進まず、演算処理部７０４は、測定距離データを補正しないで出力する。　
無人搬送車１５の回転動作が開始され（ステップＳ４のＹ）、ステップＳ５により回転角度情報と回転方向情報が距離測定装置７へ送信され、演算処理部７０４がこれらの情報を受信した場合（ステップＳ１４のＹ）、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５で、演算処理部７０４は、ステップＳ１２で
無人搬送車１５から受信して記憶した回転速度情報と、上記受信した回転角度情報と回転方向情報に基づき、測定距離データを補正し、補正した測定距離データを無人搬送車１５へ出力する。　
ここで、図８に示す模式図は、距離測定装置７において投光ミラー７３は常に右回りに回転しているとし、無人搬送車１５が右回りに回転した場合を左側に示し、無人搬送車１５が左回りに回転した場合を右側に示す。図８の左側に示すように、投光ミラー７３の回転方向と無人搬送車１５の回転方向が一致すると、レーザ光による走査の回転速度は無人搬送車１５が回転しない場合に比べて速くなる。一方、図８の右側に示すように、投光ミラー７３の回転方向と無人搬送車１５の回転方向が逆であると、レーザ光による走査の回転速度は無人搬送車１５が回転しない場合に比べて遅くなる。従って、いずれの場合でも無人搬送車１５が回転しない場合に比べてレーザ光の物体への照射位置がずれる。　
図９は、走査回転速度に応じて距離画像が変化する様子の一例を示す。なお、図９において原点０に距離測定装置が配置される。図９は、四角形の部屋の中に距離測定装置を配置した場合の部屋の形状の測定結果を表す。投光ミラーは図８のように常に右回りに回転している。無人搬送車が回転していない場合は実線で表される。無人搬送車が右回りに回転する場合、走査回転速度は速くなり一点鎖線で表される。無人搬送車が左回りに回転する場合、走査回転速度は遅くなり破線で表される。　
図９に示すように、無人搬送車が回転しない場合に比べて、無人搬送車が回転すると、距離画像に歪みが生じる。従って、図９で言えば、破線または一点鎖線で表される距離画像を実線で表される距離画像に補正すればよい。上記ステップＳ１５では、測定距離データに対してこのような補正が行われる。　
また、無人搬送車の回転が同じ回転速度および同じ回転方向であっても、回転角度によって距離画像の歪みの度合いが変化するので、本実施形態では回転角度情報も併せて用いて測定距離データの補正を行っている。但し、回転角度情報を用いることは必須ではない。　
このように本実施形態では、距離画像を補正するに際し、回転速度は無人搬送車１５側に予め記憶された情報を用い、回転角度および回転方向は制御部８が駆動部９に対して指令する内容であるので、距離測定装置７および無人搬送車１５側のいずれにもセンサを設ける必要がない。従って、距離測定装置７および無人搬送車１５のコストを低減させることができる。なお、距離測定装置７にセンサを設けないので、距離測定装置７は回転動作を行う搬送車のような移動装置以外の装置に搭載して使用することも可能である。　
また、距離測定装置７において、演算処理部７０４は、無人搬送車１５側から回転角度情報および回転方向情報を受信するときにだけ、測定距離データの補正処理を行えばよいので、演算負荷を抑制することができる。従って、演算負荷による熱対策のコストを低減させることができる。　
なお、回転する際の回転速度が同じ無人搬送車にだけ距離測定装置を搭載するのであれば、距離測定装置の演算処理部は所定の回転速度情報を予め記憶しており、回転速度情報を無人搬送車側から送信されない形態であってもよい。　
＜６．本実施形態の作用効果＞　以上のように本実施形態の距離測定装置（７）は、投射光（Ｌ１）を出射する投光部（７３）と、前記投光部を回転駆動させるモータ（７９）と、受光部（７０２）と、前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部（７０３）と、前記距離計測部による計測結果に基づいて測定距離データを出力する測定距離データ出力部（７０４）と、距離測定装置が搭載される移動装置（１５）の回転速度情報を記憶する記憶部（７０４）と、前記移動装置から回転方向情報を少なくとも取得する移動情報取得部（７０４）と、を備える。前記測定距離データ出力部は、前記回転速度情報と前記回転方向情報とに基づいて前記測定距離データを補正する。　
このような構成によれば、測定距離データの補正を行うために、センサが距離測定装置に不要となるので、距離測定装置のコストを低減することができる。また、移動装置が回転するときだけ、回転方向情報を移動装置から取得して測定距離データを補正するので、演算負荷を抑制することができる。従って、発熱量を抑制することができ、熱対策のコストを低減することができる。　
また、上記構成において、前記記憶部は、前記移動装置から送信される前記回転速度情報が記憶される。これにより、距離測定装置が搭載される移動装置の回転速度仕様に応じた制御を行うことができる。　
また、上記構成において、前記移動情報取得部は、前記移動装置から回転角度情報を取得し、前記測定距離データ出力部は、前記回転速度情報と前記回転方向情報と前記回転角度情報とに基づいて前記測定距離データを補正する。これにより、測定距離データをより高精度に補正することができる。　
また、本実施形態の搬送車（１５）は、上記いずれかの構成の距離測定装置を搭載する。搬送車は一般的に回転動作を行うので、上記構成の距離測定装置を搭載する対象として特に好適である。　
＜７．無人搬送車および距離測定装置の動作の変形例＞　図１０は、無人搬送車１５および距離測定装置７が行う動作の変形例に関するフローチャートである。図１０に示す処理は、先述した図７と同様に、ステップＳ２１～Ｓ２５は無人搬送車１５側の動作を示し、ステップＳ３１～Ｓ３５は距離測定装置７側の動作を示す。ここでは、図７の処理との相違点について特に述べる。　
ステップＳ２３で無人搬送車１５の走行が開始され、無人搬送車１５が直進移動を継続する間は（ステップＳ２４のＮ）、ステップＳ２５に進まない。無人搬送車１５が回転動作を開始するときに（ステップＳ２４のＹ）、ステップＳ２５に進み、制御部８は、距離測定装置７へ回転方向情報を送信する。　
距離測定装置７側では、ステップＳ３３で、演算処理部７０４は測定距離データの無人搬送車１５への出力を開始する。無人搬送車１５が直進移動を継続し、演算処理部７０４が回転方向情報を無人搬送車１５から受信しない間は（ステップＳ３４のＮ）、演算処理部７０４は、モータ７９の回転速度を補正しないで、モータ７９を所定回転速度で回転させる。　
そして、無人搬送車１５の回転動作が開始され、無人搬送車１５から送信された回転方向情報を演算処理部７０４が受信すると（ステップＳ３４のＹ）、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５で、演算処理部７０４は、ステップＳ３２で記憶した回転速度情報と、上記受信した回転方向情報に基づき、投光ミラー７３を回転駆動するモータ７９の回転速度を補正する。演算処理部７０４は、補正後の回転速度を駆動部７０６に指令する。　
より具体的には、回転方向情報がモータ７９の回転方向と一致する方向である場合は、モータ７９の回転速度を無人搬送車１５が回転しないときの所定回転速度より低下させる補正を行うことで、無人搬送車１５の回転とモータ７９の回転とによる走査回転速度が上記所定回転速度となるようにする。また、回転方向情報がモータ７９の回転方向と逆方向である場合は、モータ７９の回転速度を上記所定回転速度より増加させる補正を行うことで、無人搬送車１５の回転とモータ７９の回転とによる走査回転速度が上記所定回転速度となるようにする。　
これにより、無人搬送車１５が回転動作する際に、投光ミラー７３による走査の走査回転速度が、無人搬送車１５が回転しないときの走査回転速度と同じとなる。このとき、演算処理部７０４は、無人搬送車１５が回転しないときにモータ７９の単位回転角度（例えば１度）ずつレーザ発光パルスを出力するときの出力時間間隔でレーザ発光パルスを出力する。これにより、距離画像の歪みを抑制することができる。すなわち、本実施形態では測定距離データの補正は行わないで出力される。　
このように本実施形態では、距離画像の歪みを抑制するに際し、回転速度は無人搬送車１５側に予め記憶された情報を用い、回転方向は制御部８が駆動部９に対して指令する内容であるので、距離測定装置７および無人搬送車１５側のいずれにもセンサを設ける必要がない。従って、距離測定装置７および無人搬送車１５のコストを低減させることができる。　
また、距離測定装置７において、演算処理部７０４は、無人搬送車１５側から回転方向情報を受信するときにだけ、回転速度の補正処理を行えばよいので、演算負荷を抑制することができる。従って、演算負荷による熱対策のコストを低減させることができる。　
このように、本実施形態の距離測定装置（７）は、投射光（Ｌ１）を出射する投光部（７３）と、前記投光部を回転駆動させるモータ（７９）と、受光部（７０２）と、前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部（７０３）と、前記距離計測部による計測結果に基づいて測定距離データを出力する測定距離データ出力部（７０４）と、距離測定装置が搭載される移動装置（１５）の回転速度情報を記憶する記憶部（７０４）と、前記移動装置から回転方向情報を取得する移動情報取得部（７０４）と、前記回転速度情報と前記回転方向情報とに基づいて前記モータの回転速度を補正する補正部（７０４）と、を備える。　
このような構成によれば、距離画像の歪みを抑制するに際し、センサが距離測定装置に不要となるので、距離測定装置のコストを低減することができる。また、移動装置が回転するときだけ、回転方向情報を移動装置から取得してモータの回転速度を補正するので、演算負荷を抑制することができる。従って、発熱量を抑制することができ、熱対策のコストを低減することができる。　
また、本実施形態の搬送車（１５）は、上記構成の距離測定装置を搭載する。搬送車は一般的に回転動作を行うので、上記構成の距離測定装置を搭載する対象として特に好適である。　
＜８．その他＞　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変更が可能である。　
例えば、上記実施形態では、移動装置として無人搬送車を例に挙げて説明したが、これに限らず、移動装置は掃除ロボット、監視ロボットなど、運搬用途以外の装置に適用してもよい。
本発明は、例えば、荷物を運搬する無人搬送車に利用することができる。
１・・・車体、１Ａ・・・基部、１Ｂ・・・台部、２・・・荷台、３Ｌ、３Ｒ・・・支持部、４Ｌ、４Ｒ・・・駆動モータ、５Ｌ、５Ｒ・・・駆動輪、６Ｆ、６Ｒ・・・従動輪、７・・・距離測定装置、７１・・・レーザ光源、７２・・・コリメートレンズ、７３・・・投光ミラー、７４・・・受光レンズ、７５・・・受光ミラー、７６・・・波長フィルタ、７７・・・受光部、７８・・・回転筐体、７９・・・モータ、７０１・・・レーザ発光部、７０２・・・レーザ受光部、７０３・・・距離計測部、７０４・・・演算処理部、７０５・・・データ通信インタフェース、７０６・・・駆動部、８０・・・筐体、８０１・・・透過部、８１・・・基板、８２・・・配線、８・・・制御部、８５・・・記憶部、９・・・駆動部、１０・・・電源ボタン、１５・・・無人搬送車、Ｕ・・・制御ユニット、Ｂ・・・バッテリー、Ｔ・・・通信部、Ｓ・・・隙間、Ｒｓ・・・測定範囲、θ・・・走査回転角度範囲、Ｊ・・・回転軸、Ｌ１・・・投射光、Ｌ２・・・入射光、ＯＪ・・・計測対象物

Claims (6)

  1. 投射光を出射する投光部と、　前記投光部を回転駆動させるモータと、　受光部と、　前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、　前記距離計測部による計測結果に基づいて測定距離データを出力
    する測定距離データ出力部と、　距離測定装置が搭載される移動装置の回転速度情報を記憶する記憶部と、　前記移動装置から回転方向情報を少なくとも取得する移動情報取得部と、　を備え、　前記測定距離データ出力部は、前記回転速度情報と前記回転方向情報とに基づいて前記測定距離データを補正する、　距離測定装置。
  2. 前記記憶部は、前記移動装置から送信される前記回転速度情報が記憶される、請求項１に記載の距離測定装置。
  3. 前記移動情報取得部は、前記移動装置から回転角度情報を取得し、　前記測定距離データ出力部は、前記回転速度情報と前記回転方向情報と前記回転角度情報とに基づいて前記測定距離データを補正する、請求項１または請求項２に記載の距離測定装置。
  4. 投射光を出射する投光部と、　前記投光部を回転駆動させるモータと、　受光部と、　前記投射光の出射と前記受光部による受光とに基づいて計測対象物までの距離を計測する距離計測部と、　前記距離計測部による計測結果に基づいて測定距離データを出力する測定距離データ出力部と、　距離測定装置が搭載される移動装置の回転速度情報を記憶する記憶部と、　前記移動装置から回転方向情報を取得する移動情報取得部と、　前記回転速度情報と前記回転方向情報とに基づいて前記モータの回転速度を補正する補正部と、　を備える距離測定装置。
  5. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の距離測定装置を搭載する搬送車。
  6. 請求項４に記載の距離測定装置を搭載する搬送車。
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