JP2016211964A - Distance measuring device and accident prevention device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、距離測定装置、および、それを用いた事故防止装置に関する。 The present invention relates to a distance measuring device and an accident prevention device using the same.
ロボットには、各種の距離センサが使用されている。これらの距離センサにおける距離測定の原理としては、正反射光量を検出するタイプと、三角測量によって距離を検出するタイプと、被測定物によって乱反射された光や超音波等の反射波が戻る時間から距離を検出するＴＯＦ(Time Of Flight)方式を用いるタイプとがある。 Various distance sensors are used in the robot. The distance measurement principle of these distance sensors includes the type that detects the amount of specularly reflected light, the type that detects the distance by triangulation, and the time when reflected waves such as light and ultrasonic waves that are irregularly reflected by the measurement object return. There is a type using a TOF (Time Of Flight) method for detecting a distance.
一般には、１台のロボットに複数の距離センサが搭載されている。例えば、ロボット掃除機や自動運転自動車においては、ＳＬＡＭ(Simultaneous Localization and Mapping)により周辺地図を作成し、自分の位置を知ることによって、壁等に衝突せずに目的地へ移動可能になる。尚、距離センサとしては、広範囲の測定が可能なレーザーレンジスキャナ(測域センサ)が用いられている。 In general, a plurality of distance sensors are mounted on one robot. For example, in a robot cleaner or an autonomous driving vehicle, a peripheral map is created by SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), and knowing one's position makes it possible to move to a destination without colliding with a wall or the like. As the distance sensor, a laser range scanner (range sensor) capable of measuring over a wide range is used.
このレーザーレンジスキャナは、距離センサの光軸を３６０°(２７０°等の場合もある)で回転させるようになっている。そのため、距離センサと電源や制御装置等との電気的接続をスリップリングで回転可能にし、距離センサ自体をモーターで回転させる方法、モーターで回転されるミラーを有して距離センサの光軸を回転させる方法、あるいは、距離センサの光軸をＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System：微小電気機械素子)ミラーで偏向する方法等、種々提案されている。しかしながら、機械的に物を動かすために消費電力が大きくなるという欠点がある。 In this laser range scanner, the optical axis of the distance sensor is rotated by 360 ° (may be 270 ° or the like). Therefore, the electrical connection between the distance sensor and the power supply or control device can be rotated by a slip ring, the distance sensor itself is rotated by a motor, and the optical axis of the distance sensor is rotated by having a mirror rotated by the motor. Various methods such as a method of deflecting the optical axis of a distance sensor with a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror have been proposed. However, there is a drawback that the power consumption increases because the object is moved mechanically.
そこで、機械的な回転構造を不要にする提案が多く成されている。 Many proposals have been made to eliminate the need for a mechanical rotating structure.
例えば、特開２００６‐１２５８６２号公報(特許文献１)に開示された光学式測距センサにおいては、複数の光源と視野角の広い１つの受光素子とを有し、光源の点灯箇所を変えることによって測定箇所を可変にするようにしている。 For example, an optical distance measuring sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-125862 (Patent Document 1) has a plurality of light sources and one light receiving element having a wide viewing angle, and changes the lighting location of the light source. The measurement location is made variable.
具体的には、平坦な基板上に複数の発光素子を取り付け、複数の発光素子の配列の略中心を中心とした略円弧状に上記各発光素子に対応させて複数の発光側レンズを配列している。さらに、基板上における複数の発光素子の配列の上記略中心の位置に、一つの位置検出受光素子を並設している。そして、位置検出受光素子に対応させて一つの受光側トロイダルレンズを配置している。 Specifically, a plurality of light emitting elements are mounted on a flat substrate, and a plurality of light emitting side lenses are arranged corresponding to each of the light emitting elements in a substantially arc shape centered on the approximate center of the arrangement of the plurality of light emitting elements. ing. Furthermore, one position detection light-receiving element is arranged in parallel at the substantially central position of the array of the plurality of light-emitting elements on the substrate. One light receiving side toroidal lens is arranged corresponding to the position detection light receiving element.
上記構成において、複数の発光素子を所定の周期で順に点灯させると同時に、上記所定の周期に同期して位置検出受光素子の出力を信号処理して、センサの出力として得る。こうして、広範囲な視野角内に存在する測距対象物の方向および距離を検出することができる。 In the above configuration, the plurality of light emitting elements are sequentially turned on in a predetermined cycle, and at the same time, the output of the position detection light receiving element is signal-processed in synchronization with the predetermined cycle to obtain the sensor output. In this way, it is possible to detect the direction and distance of the distance measuring object existing within a wide range of viewing angles.
また、特許第５５２１９９５号公報(特許文献２)に開示された光学式位置検出装置においては、半円筒形状を有する基板支持部材における半円弧形状に湾曲した凸曲面に、重ねて配置された帯状のフレキシブル基板に、複数の発光素子を実装する。上記構成を有する二つの基板支持部材を並設し、両基板支持部材の中間位置に受光部を配置する。そして、両基板支持部材の発光素子から出射される検出光の受光部での検出強度に基づいて対象物体の検出対象空間内での位置情報を取得するようにしている。 In addition, in the optical position detection device disclosed in Japanese Patent No. 5521995 (Patent Document 2), a belt-like shape arranged on a convex curved surface curved in a semicircular arc shape in a substrate support member having a semicylindrical shape. A plurality of light emitting elements are mounted on a flexible substrate. Two substrate support members having the above-described configuration are arranged side by side, and the light receiving unit is disposed at an intermediate position between the two substrate support members. Then, the position information of the target object in the detection target space is acquired based on the detection intensity at the light receiving portion of the detection light emitted from the light emitting elements of the both substrate support members.
つまり、特許文献２においても、特許文献１の場合と同様に、複数の光源と視野角の広い１つの受光素子とを有し、光源の点灯箇所を変えることによって測定箇所を可変にするようにした、ワイドアングルセンサーである。
That is, also in
また、特許第５５１７０３９号公報(特許文献３)に開示されたリング型センサにおいては、発光素子と受光素子との１組を円筒面に複数並べ、リング状や半球状の距離情報を取得可能なようにしている。 Further, in the ring type sensor disclosed in Japanese Patent No. 5517039 (Patent Document 3), a plurality of sets of light emitting elements and light receiving elements are arranged on a cylindrical surface, and ring-shaped and hemispherical distance information can be acquired. I am doing so.
具体的には、発光素子(ＬＥＤ：発光ダイオード)および受光素子(フォトトランジスタ)のペアを備えたフォトリフレクタを、円柱(円筒)の側周上に均等に配置させて上記側曲面に一周するように閉ループが形成されている。そして、上記構成において、閉ループ上の発光素子を１個ずつ順番に点灯させるθスキャン方式において、あるタイミングで点灯した１つの発光素子に物体が近接していれば、当該近接物体の方位角θと近接距離とが算出可能になる。その場合、複数の物体が同時に近接しても、各物体の方位角θと近接距離が別々に算出される。すなわち、θ方向に沿った近接距離分布を把握することが可能なのである。 Specifically, a photo reflector having a pair of a light emitting element (LED: light emitting diode) and a light receiving element (phototransistor) is arranged uniformly on the side circumference of a cylinder (cylinder) so as to make a round on the side curved surface. A closed loop is formed. In the above configuration, in the θ scan method in which the light emitting elements on the closed loop are sequentially turned on one by one, if an object is close to one light emitting element that is turned on at a certain timing, the azimuth angle θ of the adjacent object and The proximity distance can be calculated. In that case, even if a plurality of objects approach at the same time, the azimuth angle θ and the proximity distance of each object are calculated separately. That is, it is possible to grasp the proximity distance distribution along the θ direction.
ところで、発光素子としてのＬＥＤに関しては、フレキシブル基板に複数のＬＥＤを搭載して、周囲に存在を知らせることが可能な商品がある。このような商品は、ユーザーが車あるいは人体等の種々の物体に貼り付けて用いることによって、貼り付けた物体の安全性を高めることが可能になる。 By the way, regarding LEDs as light emitting elements, there are products that can be installed in a flexible substrate and informed of the presence of the LEDs. When such a product is used by being attached to various objects such as a car or a human body by the user, the safety of the attached object can be improved.
そこで、特許文献１〜３に開示された光学式測距センサ、光学式位置検出装置、および、上リング型センサをフレキシブル基板に取り付けて、これらのセンサの周囲の位置情報を得ることで、貼り付けた物体の安全性をさらに高めることが考えられる。
Therefore, the optical distance measuring sensor, the optical position detection device, and the upper ring type sensor disclosed in
しかしながら、特許文献１〜３に開示された光学式測距センサ、光学式位置検出装置、および、リング型センサをフレキシブル基板に取り付けた場合、以下のような問題がある。
However, when the optical distance measuring sensor, the optical position detection device, and the ring type sensor disclosed in
すなわち、特許文献１の光学式測距センサおよび特許文献２の光学式位置検出装置では、基板上に取り付けられた複数の発光素子と視野角の広い１つの受光素子とを有して、上記発光素子の点灯箇所を変えることによって測定箇所を可変するようにしている。このため、大型で構造が複雑であり、フレキシブル基板に取り付けて周囲の位置情報を得ることは困難である。
That is, the optical distance measuring sensor disclosed in
また、特許文献３のリング型センサでは、フレキシブル基板に取り付けて、取り付けた物の曲率によってフォトリフレクタの向きが変わってしまった場合、フォトリフレクタの測定方向が変化して方位角を算出することができなくなり、センサとして機能しなくなるおそれがある。
Moreover, in the ring-type sensor of
そこで、この発明の課題は、距離センサの測定方向が、取り付けた対象物あるいは取り付けた位置等に応じて変化する場合であっても、測距対象物との位置関係を算出できる距離測定装置、および、それを用いた事故防止装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a distance measuring device that can calculate the positional relationship with a distance measuring object even when the measurement direction of the distance sensor changes according to the attached object or the attached position, etc. And it is providing the accident prevention apparatus using the same.
上記課題を解決するため、この発明の距離測定装置は、
測距対象物までの距離を検出する複数の距離センサと、
上記距離センサの向きを検出する少なくとも１つの向き情報検出手段と、
上記距離センサによって検出された距離と、上記向き情報検出手段によって検出された上記距離センサの向きとに基づいて、上記測距対象物との位置関係を算出する情報処理部と、
を備えたことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the distance measuring device of the present invention is:
A plurality of distance sensors for detecting the distance to the object to be measured;
At least one direction information detecting means for detecting the direction of the distance sensor;
An information processing unit that calculates a positional relationship with the distance measurement object based on the distance detected by the distance sensor and the direction of the distance sensor detected by the direction information detection unit;
It is characterized by having.
また、この発明の事故防止装置は、
上記距離測定装置と、
事故発生の可能性があることを通知する事故発生通知部と、
を備え、
上記情報処理部が、上記距離測定装置により算出された上記測距対象物との位置関係から事故発生の可能性があるか否かを判定し、事故発生の可能性があると判定された場合に、上記事故発生通知部が、事故発生の可能性があることを通知する、
ことを特徴としている。
Moreover, the accident prevention device of the present invention is
The distance measuring device;
Accident occurrence notification section that notifies that there is a possibility of an accident,
With
When the information processing unit determines whether or not there is a possibility of an accident from the positional relationship with the distance measurement object calculated by the distance measuring device, and when it is determined that there is a possibility of an accident In addition, the accident occurrence notification section notifies that there is a possibility of an accident,
It is characterized by that.
この発明の距離測定装置は、各距離センサの向きを検出する向き情報検出手段を設けている。このため、測距対象物までの方位と距離とを同時に検出することができる。その結果、例えば、各距離センサの測定方向が、取り付けた対象物あるいは取り付けた位置等に応じて変化する場合であっても、距離測定装置を取り付けた対象物と測距対象物との位置関係を算出できる。 The distance measuring device of the present invention is provided with direction information detecting means for detecting the direction of each distance sensor. For this reason, the azimuth | direction and distance to a ranging object can be detected simultaneously. As a result, for example, even if the measurement direction of each distance sensor changes according to the attached object or the attached position, etc., the positional relationship between the object to which the distance measuring device is attached and the distance measurement object Can be calculated.
また、この発明の事故防止装置は、情報処理部により、事故防止装置を取り付けた対象物と測距対象物との位置関係から事故発生の可能性があるか否かが判定され、事故発生の可能性があると判定された場合には、事故発生通知部により事故発生の可能性が通知される。したがって、例えば、人、自転車、あるいは、自動車等に取り付けることによって、測距対象物との接触事故を防止できる。 In the accident prevention device of the present invention, the information processing unit determines whether or not there is an accident occurrence from the positional relationship between the object to which the accident prevention device is attached and the distance measurement object. If it is determined that there is a possibility, the accident occurrence notification unit notifies the possibility of the occurrence of the accident. Therefore, for example, by attaching to a person, a bicycle, a car, or the like, a contact accident with a distance measuring object can be prevented.
以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の距離測定装置における概略構成図である。以下、図１〜図４に従って、本実施形態の距離測定装置について詳細に説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the distance measuring apparatus according to the first embodiment. Hereinafter, the distance measuring device of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
第１実施形態の距離測定装置１は、図１に示すように、所定幅の帯状に形成されたフレキシブル基板２と、このフレキシブル基板２の表面上に設けられた複数の距離センサ３および複数の方位センサ４とを備えている。なお、方位センサ４は、向き情報検出手段の一例である。
As shown in FIG. 1, the
フレキシブル基板２は、弱い力で繰り返し変形させることが可能な柔軟性を有する基板であり、例えば、ポリイミドからなる薄い絶縁材で構成されている。このフレキシブル基板２の裏面には両面テープが貼り付けられており、エンドユーザーによって上記両面テープの離型紙が剥がされて、何にでも、また、何度でも着脱可能になっている。
The
また、フレキシブル基板２の一端側には、ＭＰＵ(micro processor unit)５と、バッテリー６と、通信ユニット７とが実装されている。また、図示してはいないが、フレキシブル基板２には、コンデンサおよび抵抗器が実装されている。なお、ＭＰＵ５は情報処理部の一例であり、通信ユニット７は事故発生通知部の一例である。
Further, an MPU (micro processor unit) 5, a
距離センサ３は、フレキシブル基板２の長手方向に沿って、間隔を空けて整列配置されている。この距離センサ３は、フレキシブル基板２の表面に対して略直交する方向を測定方向とし、測定方向に位置する測距対象物までの距離を検出する。また、方位センサ４は、距離センサ３と並列に整列配置され、各距離センサ３の向き、すなわち、各距離センサ３の測定方向を検出する。
The
距離センサ３により検出された測距対象物までの距離は、距離情報として距離センサ３からＭＰＵ５に出力される。また、方位センサ４により検出された各距離センサ３の測定方向は、向き情報として方位センサ４からＭＰＵ５に出力される。
The distance to the distance measurement object detected by the
なお、距離センサ３および方位センサ４は、既に販売されているものを使用することができる。例えば、距離センサ３として、ＳＴマイクロエレクトロニクス社製のＶＬ６１８０(ＴＯＦ方式距離センサ)を用いる一方、方位センサ４として、ハネウエル社製のＨＭＣ５８８３Ｌ(３軸地磁気センサ)を用いることによって、これらの両センサ３,４とＭＰＵ５との通信方式としてＩ２Ｃ(Inter-Integrated Circuit)を選択することができ、基本的には最大１１２個の距離センサ３と方位センサ４とを並列に繋ぐことができる。
As the
図２，図３は、フレキシブル基板２上に、３０個の距離センサ３と３０個の方位センサ４とを実装して距離測定装置１を形成し、得られた距離測定装置１を、周囲長が８０cmの帽子９の側面に取り付けた状態の図を示す。なお、図２では、説明の便宜のため、帽子９の鍔を省略している。
2 and 3, 30
例えば、エンドユーザーが、上記構成の距離測定装置１が上記本体部の周囲に取り付けられた帽子９を被り、スマートフォンの地図アプリを立ち上げると、距離測定装置１に設けられたスイッチ(図示せず)がオンされ、ＭＰＵ５が、距離センサ３および方位センサ４から出力された距離情報および向き情報を受信する。ＭＰＵ５によって受信された距離情報および向き情報は、通信ユニット７を介して、図２に示すように、３６０°に対して１２°刻みの方向で距離測定を行った結果がスマートフォンの画面に表示される。したがって、例えば、１ｍの距離に何かが近づくと、スマートフォンの画面上にその旨が表示されるため、歩きながら当該スマートフォンを操作しているエンドユーザーの衝突事故を防止できる。なお、この場合におけるフレキシブル基板２の長手方向における距離センサ３および方位センサ４の間隔は、２.７(≒８０/３０)cmである。
For example, when the end user wears the
また、図４は、図１に示す距離測定装置１を、距離センサ３を含むように長手方向に切断した場合の断面図である。この図４では、例えば、距離測定装置１を建物等に取り付けた場合等、距離測定装置１の断面が略直線から曲線に変化する場合のセンサの並びを示している。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図４に示すように、直線部分に位置する距離センサ３a,３b,…,３b,３aは、測距対象物に対する向きと距離とが略同じとなる。このため、この複数の距離センサ３a,３b,…,３b,３aを、例えば、直線部分の両端に位置する距離センサ３a,３aで代表させることができる。すなわち、ＭＰＵ５は、方位センサ４によって検出された距離センサ３a,３b,…,３b,３aの向きの中に、近似する複数の距離センサ３a,３b,…,３b,３aの向きが含まれているか否かを判定する。近似する複数の距離センサ３a,３b,…,３b,３aの向きが含まれていると判定された場合、ＭＰＵ５は、近似する方向を向いている複数の距離センサ３a,３b,…,３b,３aのうち、両端に位置する距離センサ３a,３a以外の距離センサ３b,…,３bの電源をオフ（遮断）する。その結果、距離測定装置１の消費電力を低減でき、また、応答速度を向上できる。
As shown in FIG. 4, the
なお、代表させる距離センサ３は、上記直線部の両端に位置している距離センサ３a,３aに限定されるものではない。すなわち、距離センサ３a,３b,…,３b,３aのうち少なくとも一つであればよく、測距対象物の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。また、代表させる距離センサ３a,３a以外の距離センサ３b,…,３bは、電源をオフする場合に限らず、例えば、距離センサ３b,…,３bの読み取り時間を広げてもよい。この場合であっても、距離測定装置１の消費電力を低減でき、また、応答速度を向上できる。
The
以上のように、上記実施形態においては、距離測定装置１を、図１に示すように、所定幅の帯状に形成されると共に、裏面には両面テープが貼り付けられたフレキシブル基板２の表面上に、長手方向と直交する方向に配列された距離センサ３と方位センサ４との組を、長手方向に複数組配列して実装して構成している。さらに、フレキシブル基板２の一端側には、ＭＰＵ５と、バッテリー６と、通信ユニット７とを実装している。
As described above, in the above embodiment, the
そして、エンドユーザーによって上記両面テープの離型紙を剥がすことによって、平面個所や曲面個所に係わらず、また曲率に係わらず、何にでも何度でも着脱可能になっている。 Then, by removing the release paper of the double-sided tape by the end user, it can be attached and detached any number of times regardless of the plane part, the curved part, and the curvature.
然も、距離測定装置１を長手方向に巻き付けて取り付けた場合に、同じ曲率の個所に距離センサ３と方位センサ４との組が配置されている。したがって、この距離センサ３と方位センサ４との組によって、その位置での測距対象物までの方位と距離とを同時に計測することができる。
However, when the
したがって、各距離センサ３の測定方向が、測距対象物までの距離を測定する毎に変化したとしても、距離測定装置１１を取り付けた対象物（取付対象物）と測距対象物との位置関係を算出できる。また、各距離センサ３の測定方向が、取付対象物の形状、あるいは、取付対象物に取り付けた位置の曲率等に応じて変化したとしても、取付対象物と測距対象物との位置関係を算出できる。
Therefore, even if the measurement direction of each
また、例えば、上記構成の距離測定装置１を、曲率の大きな物体に巻き付けて取り付けた場合、フレキシブル基板２の長手方向両端部に略重なる距離センサ３と方位センサ４との組が生ずる。この場合、ＭＰＵ５は、各方位センサ４,４,…からの各距離センサ３,３,…の向き情報と、各距離センサ３,３,…からの自身の距離情報に基づいて、方位センサ４によって検出された距離センサ３の向きの中に、近似する複数の距離センサ３の向きが含まれているか否かを判定する。近似する複数の距離センサ３の向きが含まれていると判定された場合、つまり向きが略重なっている距離センサ３があると判定された場合、その略重なっている距離センサ３のうちの少なくとも１つを残し、他の距離センサ３の電源をオフ（遮断）する。これにより、距離測定装置１の消費電流を低減できる。
Further, for example, when the
尚、上記実施形態では、上記距離センサ３としてＳＴマイクロエレクトロニクス社製のＶＬ６１８０を用いる一方、方位センサ４としてハネウエル社製のＨＭＣ５８８３Ｌを用いることによって、これらの両センサ３,４とＭＰＵ５との通信方式として上記Ｉ２Ｃを用いることができ、複数個の距離センサ３と方位センサ４とを並列に接続している。そのために、エンドユーザーが、フレキシブル基板２を好む長さでＭＰＵ５の搭載側とは反対側に在るセンサ群を上記組の単位で切断して、距離測定装置１の長さを調節することも可能になる。
In the above embodiment, the
また、図示してはいないが、図１において、上記フレキシブル基板２の右側にメス型コネクタを、左側にオス型コネクタを設けることによって、距離測定装置１の長さを長くすることも可能になる。
Although not shown, in FIG. 1, the
上記実施形態においては、距離測定装置１を帽子９に取り付ける場合を例に挙げて説明している。しかしながら、帽子９に限らず、ベルトや、ショルダーバックの紐部分等の、何れの個所に取り付けても良い事は言うまでも無い。
In the said embodiment, the case where the
また、距離センサ３および方位センサ４をフレキシブル基板２に設けているが、これに限らず、取付対象物によっては、例えば、リジッド基板を用いてもよいし、リジッドフレキシブル基板を用いてもよい。
Moreover, although the
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の距離測定装置における概略構成図である。以下、図５に従って、本実施形態の距離測定装置について詳細に説明する。但し、図１に示す上記第１実施形態の場合と同じ部材には、図１と同じ番号を付して、詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the distance measuring device according to the second embodiment. Hereinafter, the distance measuring device of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. However, the same members as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
第２実施形態の距離測定装置１１は、図５に示すように、フレキシブル基板２の表面上に、通信ユニット７の代わりに複数の振動ユニット１２を設けると共に、両面テープの代わりにマジックテープ（登録商標）１４,１５を設け、方位センサ４を設けていない点で、第１実施形態の距離測定装置１と異なっている。
As shown in FIG. 5, the
この距離測定装置１１では、フレキシブル基板２の表面上における短手方向の中間位置に距離センサ３を整列配置し、各距離センサ３間の間隔を第１実施形態の場合よりも離している。また、距離センサ３と同じ数の振動ユニット１２を各距離センサ３と並列に整列配置している。
In this
振動ユニット１２は、既に販売されているものを使用することができる。
As the
例えば、振動ユニット１２として、日本電産コパル製の振動モーター（http://www.nidec-copal.co.jp/ja-JP/product/mobile/vibrationmotor/）を用いることができる。
For example, a vibration motor manufactured by Nidec Copal (http://www.nidec-copal.co.jp/ja-JP/product/mobile/vibrationmotor/) can be used as the
尚、振動ユニット１２は、上記事故発生通知部の一例である。
The
また、フレキシブル基板２を人体に直接取り付けるために、第１実施形態における両面テープでは無く、マジックテープ（登録商標）１４,１５をフレキシブル基板２における長手方向両端に取り付けている。
Further, in order to directly attach the
本実施形態の距離測定装置１１は、盲人の事故防止に使用することを想定しており、第１実施形態におけるスマートフォンの画面に対する表示に替えて、振動ユニット１２の振動によって人の感覚に対して直接的に伝達を行う。そのために、第１実施形態における通信ユニット７は不要となり、除去している。また、人の感覚が振動の位置を識別可能な間隔に合わせて、各距離センサ３間の間隔を第１実施形態の場合よりも広く設定している。
The
また、本実施形態の距離測定装置１１においては、フレキシブル基板２にマジックテープ（登録商標）１４,１５を取り付けているため、例えば、人間の腕または足に直接取り付けることができる。そのため、振動によって、人の感覚によって、接触しそうな物体の方向が分かるため、例えば盲人の事故防止に使う事ができる。
Moreover, in the
第２実施形態の距離測定装置１１を腕または足に取り付けた場合、距離センサ３の検出結果が数cmであれば、当該距離センサ３の向きは胴体の方であり、測距対象物が胴体であることが分かる。このため、ＭＰＵ５は、距離センサ３により検出された距離が、予め設定された距離、例えばXcm以下であるか否かを判定し、距離センサ３により検出された距離がXcm以下であると判定された場合に、当該距離センサ３が胴体の方を向いていると判定する。すなわち、第２実施形態の距離測定装置１１では、距離センサ３とＭＰＵ５とで向き情報検出手段を構成しているため、第１実施形態における方位センサ４を設けていない。
When the
なお、測距対象物が胴体である場合、事故発生の可能性は殆どないと考えられるため、ＭＰＵ５は、設定距離Xcm以下の距離を検出した距離センサ３の電源を遮断するようになっている。こうすることによって、一層の低消費電力化および応答速度向上が可能になる。
When the object to be measured is a torso, it is considered that there is almost no possibility of an accident, so the
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態の距離測定装置における概略構成図である。以下、図６および図７に従って、本実施形態の距離測定装置について詳細に説明する。但し、図１に示す第１実施形態の場合と同じ部材には、図１と同じ番号を付して、詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the distance measuring device according to the third embodiment. Hereinafter, the distance measuring apparatus of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7. However, the same members as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
第３実施形態の距離測定装置２１は、方位センサ４の代わりに湾曲センサ２２を設けた点で、第１実施形態の距離測定装置１と異なっている。
The
この距離測定装置２１では、図６に示すように、帯状のフレキシブル基板２の長手方向沿って、複数の距離センサ３(３a,３b,…,３z)を所定の間隔をあけて整列配置し、各距離センサ３間の間隔を第１実施形態よりも離している。また、隣接する距離センサ３の間に湾曲センサ２２(２２a,２２b,…,２２y)を配置している。
In this
湾曲センサ２２は、フレキシブル基板２の曲がり(曲げ)角度を向き情報として検出し、この向き情報をＭＰＵ５に出力する。この湾曲センサ２２は、曲がると抵抗値が増加する材質で構成されているFlex Sensor等の既に販売されているものを使用することができる。なお、湾曲センサ２２は、上記向き情報検出手段の一例である。
The bending
図７は、図６に示す距離測定装置２１を、距離センサ３と湾曲センサ２２とを含むように長手方向に切断した場合の部分断面図である。図７においては、湾曲部に取り付けられた距離測定装置２１における距離センサ３と湾曲センサ２２との位置関係を示している。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the
図７において、湾曲センサ２２aが９０°曲がっているとする。そうすると、距離センサ３aの向きを基準として、距離センサ３bの向きは、「(距離センサ３aの向き)＋９０°」で計算することができる。したがって、上述の計算を各距離センサ３c,…について順次行うことによって、最後の距離センサ３zの向きも計算することができる。
In FIG. 7, it is assumed that the bending
すなわち、最初の距離センサ３aの向きまたは特定の距離センサ３の向きを、貼り付ける取付対象物の向きに合わせれば、その取付対象物の向きと各距離センサ３の向きとの関係が分かる。したがって、総ての距離センサ３a,３b,…,３zからの距離情報を取得することにより、取付対象物の周囲３６０°方向の距離情報を得ることができる。
That is, if the direction of the
すなわち、本距離測定装置２１を自転車や自動車に取り付ければ、ＳＬＡＭによる周辺地図の作成が可能になる。その場合、自転車や自動車においては貼り付けた後に取り付け位置が変わらないため、総ての距離センサ３a,３b,…,３zの向き情報の取得は、最初に１回行うだけで後は行う必要がない。
That is, if the
以上のように、上記実施形態においては、距離測定装置２１を、図６に示すように、所定幅の帯状に形成されると共に、裏面には両面テープが貼り付けられたフレキシブル基板２の表面上に、長手方向に距離センサ３と湾曲センサ２２とを交互に配列して実装することによって構成している。さらに、フレキシブル基板２の一端側には、ＭＰＵ５と、バッテリー６と、通信ユニット７とを実装している。
As described above, in the above-described embodiment, the
そして、エンドユーザーによって上記両面テープの離型紙を剥がすことによって、平面個所や曲面個所に係わらず、また曲率に係わらず、自転車や自動車を含む何にでも何度でも着脱可能になっている。 Then, by releasing the release paper of the double-sided tape by the end user, it can be attached and detached any number of times including bicycles and automobiles regardless of the plane location, the curved location, and the curvature.
したがって、距離センサ３の配列における最初の距離センサ３aの向きまたは特定の距離センサ３の向きを、取付対象物の向きに合わせれば、その取付対象物の向きと各距離センサ３の向きとの関係が分かる。そのため、総ての距離センサ３a,３b,…,３zからの距離情報を取得することによって、取付対象物の周囲３６０°方向の距離情報を得ることができる。その結果、例えば、各距離センサ３の測定方向が、取付対象物に取り付けた位置に応じて変化する場合であっても、取付対象物と測距対象物との位置関係を算出できる。
Therefore, if the orientation of the
その際に、取り付け後における取り付け位置が変化することがない物体に本距離測定装置２１を取り付ければ、総ての距離センサ３a,３b,…,３zの向き情報の取得は最初に１回行うだけでよい。したがって、ある距離センサ３で測距対象物までの距離を検出するだけで、当該測距対象物に関する方向と距離とを取得することができ、取付対象物と測距対象物との位置関係を素早く算出できる。
At this time, if the
なお、取付対象物が帽子の場合には、頭(顔)と帽子との位置関係が帽子を被る都度変わるため、総ての距離センサ３a,３b,…,３zの向き情報の取得は定期的に行う必要がある。そのために、取付対象物が帽子の場合には、第１実施形態のように、方位センサ４が搭載された距離測定装置１の方が適していると言える。
In addition, when the attachment object is a hat, the positional relationship between the head (face) and the hat changes each time the hat is put on, so the orientation information of all the
一方、第１実施形態のように、方位センサ４が搭載された距離測定装置１を用いる場合には、金属製の自転車や自動車に取り付けた場合には方位センサ４によって向き情報が得られない可能性が生ずる。しかしながら、その場合には、第３実施形態のように、湾曲センサ２２が搭載された距離測定装置２１を用いることによって、向き情報が得られない問題を解消することができる。
On the other hand, as in the first embodiment, when the
以上を纏めると、この発明の距離測定装置は、
測距対象物までの距離を検出する複数の距離センサ３と、
上記距離センサ３の向きを検出する少なくとも１つの向き情報検出手段４，２２と、
上記距離センサ３によって検出された距離と、上記向き情報検出手段４，２２によって検出された上記距離センサ３の向きとに基づいて、上記測距対象物との位置関係を算出する情報処理部５と、
を備えたことを特徴としている。
In summary, the distance measuring device of the present invention is
A plurality of
At least one direction
Based on the distance detected by the
It is characterized by having.
上記構成によれば、各距離センサ３の向きを検出する向き情報検出手段４，２２を設けている。このため、測距対象物までの方位と距離とを同時に検出することができる。その結果、各距離センサ３の測定方向が、取り付けた対象物あるいは取り付けた位置等に応じて変化する場合であっても、距離測定装置１１を取り付けた取付対象物と測距対象物との位置関係を算出できる。
According to the above configuration, the direction
また、一実施形態の距離測定装置では、
上記向き情報検出手段が、
上記距離センサ３の各々の向きをそれぞれ検出するように設けられた複数の方位センサ４である。
Moreover, in the distance measuring device of one embodiment,
The direction information detecting means is
A plurality of azimuth sensors 4 provided to detect the respective directions of the
この実施形態によれば、上記向き情報検出手段４を、上記距離センサ３の各々の向きをそれぞれ検出するように設けられた複数の方位センサ４で構成している。その結果、例えば、各距離センサ３の測定方向が、測距対象物までの距離を測定する毎に変化する場合であっても、取付対象物と測距対象物との位置関係を算出できる。
According to this embodiment, the direction information detecting means 4 is constituted by a plurality of azimuth sensors 4 provided so as to detect the respective directions of the
また、一実施形態の距離測定装置では、
上記距離センサ３および上記向き情報検出手段４が設けられたフレキシブル基板を備え、
上記向き情報検出手段が、
隣接する上記距離センサ３の間に配置された少なくとも１つの湾曲センサ２２である。
Moreover, in the distance measuring device of one embodiment,
A flexible substrate provided with the
The direction information detecting means is
It is at least one bending
この実施形態によれば、各距離センサ３の間に湾曲センサ２２が配置されている。したがって、一つの湾曲センサ２２の両側に位置する二つの距離センサ３の何れか一方の距離センサ３の向きを基準としたときに、当該湾曲センサ２２で検出された曲りの度合いを用いて、他方の距離センサ３の向きを検出できる。その結果、例えば、各距離センサ３の測定方向が、取付対象物に取り付けた位置に応じて変化する場合であっても、取付対象物と測距対象物との位置関係を算出できる。
According to this embodiment, the bending
また、一実施形態の距離測定装置では、
上記情報処理部５が、
上記向き情報検出手段４，２２によって検出された上記距離センサ３の向きの中に、近似する複数の上記距離センサ３の向きが含まれているか否かを判定し、近似する複数の上記距離センサ３の向きが含まれていると判定された場合に、近似する方向を向いている複数の上記距離センサ３のうちの少なくとも一つを残し、他の距離センサ３の電源を遮断する。
Moreover, in the distance measuring device of one embodiment,
The
It is determined whether or not the orientations of the plurality of
この実施形態によれば、向き情報検出手段４，２２によって検出された距離センサ３の向きの中に、近似する複数の距離センサ３の向きが含まれているか否かが判定され、近似する複数の距離センサ３の向きが含まれていると判定された場合に、複数の距離センサ３のうちの少なくとも一つを残し、他の距離センサ３の電源を遮断する。このため、略同じ測距対象物までの距離を複数検出することを防止して応答速度の向上を図ると共に、消費電流を削減することができる。
According to this embodiment, it is determined whether or not the directions of the plurality of
また、一実施形態の距離測定装置では、
上記情報処理部５が、
上記距離センサ３により検出された距離が予め設定された距離以下であるか否かを判定し、上記距離センサ３により検出された距離が予め設定された距離以下であると判定された場合に、この距離を検出した上記距離センサ３の電源を遮断する。
Moreover, in the distance measuring device of one embodiment,
The
It is determined whether or not the distance detected by the
この実施形態によれば、距離センサ３により検出された距離が予め設定された距離以下であるか否かが判定され、距離センサ３により検出された距離が予め設定された距離以下であると判定された場合に、この距離を検出した距離センサ３の電源を遮断する。例えば、距離測定装置１１を取り付ける位置あるいは場所に応じて、取付対象物と測距対象物との位置関係を算出するのに不要な距離を予め設定しておくことで、距離センサ３による不要な検出を防止できる。これにより、応答速度の向上を図ると共に、消費電流を削減できる。
According to this embodiment, it is determined whether or not the distance detected by the
また、この発明の事故防止装置は、
上記距離測定装置１,１１,２１と、
事故発生の可能性があることを通知する事故発生通知部７，１２と、
を備え、
上記情報処理部５が、上記距離測定装置により算出された上記測距対象物との位置関係から事故発生の可能性があるか否かを判定し、事故発生の可能性があると判定された場合に、上記事故発生通知部７，１２が、事故発生の可能性があることを通知する、
ことを特徴としている。
Moreover, the accident prevention device of the present invention is
The
Accident
With
The
It is characterized by that.
上記構成によれば、情報処理部５により、事故防止装置を取り付けた対象物と測距対象物との位置関係から事故発生の可能性があるか否かが判定され、事故発生の可能性があると判定された場合には、事故発生通知部７，１２により事故発生の可能性が通知される。このため、例えば、人、自転車、あるいは、自動車等に取り付けることによって、測距対象物との接触事故を防止できる。
According to the above configuration, the
上記第１〜第３実施形態で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいのは、勿論である。 Of course, the components described in the first to third embodiments may be combined as appropriate, and may be selected, replaced, or deleted as appropriate.
１,１１,２１…距離測定装置
２…フレキシブル基板
３,３a,３b,…,３z…距離センサ
４…方位センサ
５…ＭＰＵ
６…バッテリー
７…通信ユニット
９…帽子
１２…振動ユニット
１４,１５…マジックテープ（登録商標）
２２,２２a,２２b,…,２２y…湾曲センサ
DESCRIPTION OF
6 ...
22, 22a, 22b, ..., 22y ... curvature sensor
Claims (5)
上記距離センサの向きを検出するための少なくとも１つの向き情報検出手段と、
上記距離センサによって検出された距離と、上記向き情報検出手段によって検出された複数の上記距離センサの向きとに基づいて、上記測距対象物との位置関係を算出する情報処理部と、
を備えたことを特徴とする距離測定装置。 A plurality of distance sensors for detecting the distance to the object to be measured;
At least one direction information detecting means for detecting the direction of the distance sensor;
An information processing unit that calculates a positional relationship with the ranging object based on the distance detected by the distance sensor and the directions of the plurality of distance sensors detected by the orientation information detection unit;
A distance measuring device comprising:
上記向き情報検出手段が、
上記距離センサの各々の向きをそれぞれ検出するように設けられた複数の方位センサである、
ことを特徴とする距離測定装置。 The distance measuring device according to claim 1,
The direction information detecting means is
A plurality of azimuth sensors provided to detect the respective directions of the distance sensors;
A distance measuring device characterized by that.
上記距離センサおよび上記向き情報検出手段が設けられたフレキシブル基板を備え、
上記向き情報検出手段が、
隣接する上記距離センサの間に配置された少なくとも１つの湾曲センサである、
ことを特徴とする距離測定装置。 The distance measuring device according to claim 1,
A flexible substrate provided with the distance sensor and the orientation information detection means;
The direction information detecting means is
At least one curvature sensor disposed between adjacent distance sensors;
A distance measuring device characterized by that.
上記情報処理部が、
上記向き情報検出手段によって検出された上記距離センサの向きの中に、近似する複数の上記距離センサの向きが含まれているか否かを判定し、近似する複数の上記距離センサの向きが含まれていると判定された場合に、近似する方向を向いている複数の上記距離センサのうちの少なくとも一つを残し、他の距離センサの電源を遮断する、
ことを特徴とする距離測定装置。 In the distance measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The information processing unit
The orientation of the distance sensor detected by the orientation information detecting means determines whether or not the orientation of the plurality of distance sensors to be approximated is included, and the orientation of the plurality of distance sensors to be approximated is included. If it is determined that the distance sensor is at least one of the plurality of distance sensors facing in the approximate direction, the power of the other distance sensors is shut off,
A distance measuring device characterized by that.
事故発生の可能性があることを通知する事故発生通知部と、
を備え、
上記情報処理部が、上記距離測定装置により算出された上記測距対象物との位置関係から事故発生の可能性があるか否かを判定し、事故発生の可能性があると判定された場合に、上記事故発生通知部が、事故発生の可能性があることを通知する、
ことを特徴とする事故防止装置。 A distance measuring device according to any one of claims 1 to 4,
Accident occurrence notification section that notifies that there is a possibility of an accident,
With
When the information processing unit determines whether or not there is a possibility of an accident from the positional relationship with the distance measurement object calculated by the distance measuring device, and when it is determined that there is a possibility of an accident In addition, the accident occurrence notification section notifies that there is a possibility of an accident,
Accident prevention device characterized by that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015095972A JP2016211964A (en) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | Distance measuring device and accident prevention device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015095972A JP2016211964A (en) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | Distance measuring device and accident prevention device using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016211964A true JP2016211964A (en) | 2016-12-15 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015095972A Pending JP2016211964A (en) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | Distance measuring device and accident prevention device using the same |
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| Country | Link |
|---|---|
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-
2015
- 2015-05-08 JP JP2015095972A patent/JP2016211964A/en active Pending
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