JP2022160106A - 床面状態検出装置およびこれを備えた測距装置、床面状態検出方法、床面状態検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】床面の状態を正確に検出することが可能な床面状態検出装置およびこれを備えた測距装置、床面状態検出方法、床面状態検出プログラムを提供する。【解決手段】制御部１０は、対象物３０が置かれる床面ＦＬの状態を検出する装置であって、距離演算部１１と、対象物検出部１８とを備えている。距離演算部１１は、照明装置２１から対象物３０に対して照射された光の反射量に応じて対象物３０までの距離情報を算出する。対象物検出部１８は、距離演算部１１において取得された距離情報に基づいて、対象物３０が置かれる床面ＦＬの状態を検出する。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、床面の凹凸や障害物等の床面の状態を検出する床面状態検出装置およびこれを備えた測距装置、床面状態検出方法、床面状態検出プログラムに関する。

近年、例えば、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）から測定対象物に向かって照射された光の反射光を受光して、測定対象物までの距離を測定するＴＯＦ（Time of Flight）センサを用いて、各画素ごとに測定対象物までの距離情報を含む距離画像を生成する測距装置が使用されている。
例えば、特許文献１には、デプスカメラによって得られる距離画像の座標系を、距離画像に含まれる屋内平面部のデータに基づいて実験室座標系に構成するヒト計測システムの座標校正方法について開示されている。

特開２０１７－１２２６９０号公報

しかしながら、上記従来のヒト計測システムでは、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報には、デプスカメラにより得られた距離画像の座標系を実験室座標系に校正することで、ヒトの動作や姿勢を精度よく解析する方法について開示されているものの、ヒトがいる床面の状態がどのようになっているかは考慮されていない。

例えば、デプスカメラが床面上で移動しながらヒトを検出する場合には、走行する床面の状態を認識することが非常に重要である。
本発明の課題は、床面の状態を正確に検出することが可能な床面状態検出装置およびこれを備えた測距装置、床面状態検出方法、床面状態検出プログラムを提供することにある。

第１の発明に係る床面状態検出装置は、対象物が置かれる床面の状態を検出する床面状態検出装置であって、距離情報取得部と、状態検出部と、を備えている。距離情報取得部は、照明装置から対象物に対して照射された電磁波の反射量に応じて対象物までの距離情報を取得する。状態検出部は、距離情報取得部において取得された距離情報に基づいて、対象物が置かれる床面の状態を検出する。

ここでは、例えば、光源としてＬＥＤ（Light emitting diode）から対象物に向かって照射された光の反射光を受光して、測定対象物までの距離を測定するＴＯＦ（Time-of-Flight）センサから取得した対象物までの距離情報を用いて、床面の状態を検出する。
ここで、検出される床面の状態には、例えば、床面に形成された穴等の凹部、床面に置かれた障害物等の凸部等が含まれる。

本床面状態検出装置は、例えば、ＴＯＦセンサ等の測距装置内に設けられていてもよいし、測距装置の外部に設けられていてもよい。
照明装置から照射される電磁波は、例えば、広義の光（紫外光・可視光・赤外光）、光よりも波長の短いγ（ガンマ）線、Ｘ線、光より波長の長いマイクロ波や放送用の電波（短波、中波、長波）、超音波、弾性波、量子波等を含む。

なお、距離情報取得部は、電磁波の反射を検出して距離情報を算出する構成であってもよいし、例えば、外部装置として設けられた距離センサ等から距離情報を取得する構成であってもよい。
これにより、例えば、測距装置が床面上を走行可能な搬送装置等に搭載されている場合でも、走行する床面の状態を検出することができるため、穴や障害物等の凹凸を避けながら搬送等の作業を実施することができる。
この結果、床面の状態を正確に検出して、搬送等の作業を効率よく実施することができる。

第２の発明に係る床面状態検出装置は、第１の発明に係る床面状態検出装置であって、状態検出部は、距離情報を用いて、床面にある凹凸を検出する。
これにより、床面に形成された穴や障害物等の凹凸を精度よく検出することができるため、搬送等の作業を効率よく実施することができる。

第３の発明に係る床面状態検出装置は、第１または第２の発明に係る床面状態検出装置であって、距離画像に含まれる各画素ごとに対応する角度情報を取得する角度情報取得部を、さらに備えている。
これにより、例えば、測距装置が、受光部として、受光レンズと受光レンズを介して受光する電磁波の量を検出する撮像素子とを含む構成では、撮像素子の各画素には、受光レンズによって被写体に対する角度が決められるため、各画素に対応する角度情報を取得することができる。

第４の発明に係る床面状態検出装置は、第３の発明に係る床面状態検出装置であって、距離情報取得部において取得された距離情報を、角度情報取得部において取得された角度情報に基づいて、３次元座標へ変換する３次元座標変換部を、さらに備えている。
これにより、各画素に対応する角度情報を用いて、距離情報を３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）へ変換することができる。

第５の発明に係る床面状態検出装置は、第４の発明に係る床面状態検出装置であって、対象物が置かれる床面を検出する平面検出部を、さらに備えている。
これにより、実際に床面に形成された凹凸の検出を行う前段階として、床面を検出することで、対象物の有無を検出する際に、床面からの測距装置の距離（高さ）を基準値として用いることができる。

第６の発明に係る床面状態検出装置は、第５の発明に係る床面状態検出装置であって、平面検出部において検出された床面における距離情報を、３次元座標変換部において変換した３次元座標に基づいて、測距装置の設置高さを算出する高さ算出部を、さらに備えている。
これにより、床面の位置からの測距装置の設置高さを算出して、床面の凹凸を検出する際に、床面からの測距装置の距離（高さ）を基準値として用いることができる。

第７の発明に係る床面状態検出装置は、第６の発明に係る床面状態検出装置であって、高さ算出部は、平面検出部において検出された床面の垂線と測距装置の光軸とがなす角度だけ、測距装置の直交座標系を軸周りに回転させて再度取得された座標値の光軸方向における座標値を、設置高さとして算出する。
これにより、測距装置において測定された床面までの距離について、床面の垂線と測距装置の光軸とがなす角度だけ、測距装置の直交座標系を軸周りに回転させることで、再度取得された座標値の光軸方向における座標値を測距装置の設置高さとして算出することができる。

すなわち、例えば、測距装置の光軸に相当するＺ軸が鉛直方向に向くように、床面の垂線と測距装置の光軸とがなす角度だけ軸周りに回転させることで、測距装置が真下に向かって光を照射してその反射光を受光した場合と同等の距離情報を取得するように、設置高さを算出することができる。

第８の発明に係る床面状態検出装置は、第７の発明に係る床面状態検出装置であって、高さ算出部は、測距装置の直交座標系を軸周りに回転させて再度取得された複数の座標値の光軸方向における座標値の平均値を、設置高さとして算出する。
これにより、床面として認識されている平面からの座標値（距離）について平均値を求め、この平均値を設置高さとして算出することで、例えば、床面に微小な凹凸等がある場合でも正確に床面からの測距装置の設置高さを算出することができる。

第９の発明に係る床面状態検出装置は、第８の発明に係る床面状態検出装置であって、３次元座標変換部において距離情報および角度情報から変換された３次元座標を、軸周りに回転させた回転座標を演算する座標回転演算部を、さらに備えている。
これにより、実際に床面の状態を検出する際に、３次元座標変換部において距離情報および角度情報から変換された３次元座標を、軸周りに回転させた回転座標を演算することで、床面における凹凸の有無を検出することができる。
すなわち、演算された回転座標を用いることで、実質的に、凹凸の真上から見た状態で測定した高さ方向における距離（穴の深さ、障害物の高さ等）を測定することができる。

第１０の発明に係る床面状態検出装置は、第９の発明に係る床面状態検出装置であって、座標回転演算部において演算された回転座標の高さ方向の座標と、高さ算出部において算出された設置高さとを比較して、高さ方向における正または負の寸法を有する物体を検出すると、物体を床面上における凹凸として検出する凹凸検出部を、さらに備えている。
これにより、床面までの設置高さと対象物の高さ（高さ方向における座標）とを比較して、床面の表面に対する高さ方向における寸法の変化があるか否かに応じて、床面に凹凸があるか否かを容易に検出することができる。

第１１の発明に係る床面状態検出装置は、第１０の発明に係る床面状態検出装置であって、凹凸検出部における凹凸の検出時に用いられる所定の閾値を設定する閾値設定部を、さらに備えている。
これにより、床面の状態（凹凸等）の検出時において、床面までの設置高さと凹凸の高さ（高さ方向における座標）とを比較する際に、その高さの差が所定の閾値より大きいまたは小さい場合には、その物体を床面の凹凸として検出することで、凹凸の誤検出を抑制することができる。

第１２の発明に係る床面状態検出装置は、第１０または第１１の発明に係る床面状態検出装置であって、状態検出部において検出された凹凸を含む各画素の距離情報を選択して出力する出力情報選択部を、さらに備えている。
これにより、撮像素子の全画素中、床面における凹凸を含む画素だけに対応する距離情報を選択的に出力することで、出力されるデータ量を大幅に削減し、出力負荷を軽減することができる。

第１３の発明に係る測距装置は、第１から第１２の発明のいずれか１つに係る床面状態検出装置と、対象物に対して電磁波を照射する照射装置と、照明装置から照射された電磁波の反射量を検出する受光部と、を備えている。
これにより、上述した床面状態検出装置が、照明装置と受光部とを備えた測距装置の内部に設けられていることで、床面の状態を正確に検出することが可能な測距装置を得ることができる。

第１４の発明に係る測距装置は、第１３の発明に係る測距装置であって、距離情報、距離画像に含まれる各画素ごとに対応する角度情報、測距装置の直交座標系、設置高さ、距離情報および角度情報から変換された３次元座標を軸周りに回転させた回転座標、対象物の検出時に用いられる閾値、出力の対象となる画素の座標値の少なくとも１つを保存する記憶部を、さらに備えている。
これにより、距離情報、角度情報、直交座標系、設置高さ、回転座標、閾値、出力の対象となる画素の座標値等を測距装置内に保存することで、保存された各種データを用いて、床面の状態を検出するための処理を実施することができる。

第１５の発明に係る測距装置は、第１３または第１４の発明に係る測距装置であって、画素に対応する距離情報を、外部機器へ出力する出力部を、さらに備えている。
これにより、例えば、対象物を含むと判定され選択された画素に対応する距離情報だけを、出力部から外部機器へ出力することで、測距装置から出力される距離情報を含む情報のデータ量を大幅に軽減することができる。

第１６の発明に係る床面状態検出方法は、対象物が置かれる床面の状態を検出する床面状態検出方法であって、距離情報取得ステップと、状態検出ステップと、を備えている。距離情報取得ステップは、照明装置から対象物に対して照射された電磁波の反射量に応じて対象物までの距離情報を取得する。状態検出ステップは、距離情報取得ステップにおいて取得された距離情報に基づいて、対象物が置かれる床面の状態を検出する。

ここでは、例えば、光源としてＬＥＤ（Light emitting diode）から対象物に向かって照射された光の反射光を受光して、測定対象物までの距離を測定するＴＯＦ（Time-of-Flight）センサから取得した対象物までの距離情報を用いて、床面の状態を検出する。
ここで、検出される床面の状態には、例えば、床面に形成された穴等の凹部、床面に置かれた障害物等の凸部等が含まれる。

本床面状態検出方法は、例えば、ＴＯＦセンサ等の測距装置内で実施されていてもよいし、測距装置の外部において実施されてもよい。
照明装置から照射される電磁波は、例えば、広義の光（紫外光・可視光・赤外光）、光よりも波長の短いγ（ガンマ）線、Ｘ線、光より波長の長いマイクロ波や放送用の電波（短波、中波、長波）、超音波、弾性波、量子波等を含む。

なお、距離情報取得ステップでは、電磁波の反射を検出して距離情報を算出してもよいし、例えば、外部装置として設けられた距離センサ等から距離情報を取得してもよい。
これにより、例えば、測距装置が床面上を走行可能な搬送装置等に搭載されている場合でも、走行する床面の状態を検出することができるため、穴や障害物等の凹凸を避けながら搬送等の作業を実施することができる。
この結果、床面の状態を正確に検出して、搬送等の作業を効率よく実施することができる。

第１７の発明に係る床面状態検出プログラムは、対象物が置かれる床面の状態を検出する床面状態検出プログラムであって、距離情報取得ステップと、状態検出ステップと、を備えている床面状態検出方法をコンピュータに実行させる。距離情報取得ステップは、照明装置から対象物に対して照射された電磁波の反射量に応じて対象物までの距離情報を取得する。状態検出ステップは、距離情報取得ステップにおいて取得された距離情報に基づいて、対象物が置かれる床面の状態を検出する。

ここでは、例えば、光源としてＬＥＤ（Light emitting diode）から対象物に向かって照射された光の反射光を受光して、測定対象物までの距離を測定するＴＯＦ（Time-of-Flight）センサから取得した対象物までの距離情報を用いて、床面の状態を検出する。
ここで、検出される床面の状態には、例えば、床面に形成された穴等の凹部、床面に置かれた障害物等の凸部等が含まれる。

本床面状態検出方法は、例えば、ＴＯＦセンサ等の測距装置内で実施されていてもよいし、測距装置の外部において実施されてもよい。
照明装置から照射される電磁波は、例えば、広義の光（紫外光・可視光・赤外光）、光よりも波長の短いγ（ガンマ）線、Ｘ線、光より波長の長いマイクロ波や放送用の電波（短波、中波、長波）、超音波、弾性波、量子波等を含む。

なお、距離情報取得ステップでは、電磁波の反射を検出して距離情報を算出してもよいし、例えば、外部装置として設けられた距離センサ等から距離情報を取得してもよい。

これにより、例えば、測距装置が床面上を走行可能な搬送装置等に搭載されている場合でも、走行する床面の状態を検出することができるため、穴や障害物等の凹凸を避けながら搬送等の作業を実施することができる。
この結果、床面の状態を正確に検出して、搬送等の作業を効率よく実施することができる。

本発明に係る床面状態検出装置によれば、床面の状態を正確に検出することができる。

本発明の一実施形態に係る測距装置の外観構成を示す斜視図。 図１の測距装置の制御ブロック図。 図２の測距装置の制御部内に形成される制御ブロック図。 図２の測距装置に含まれるＴＯＦ方式で算出される対象物までの距離を算出する原理を説明する図。 図１の測距装置と床面上に置かれた対象物との位置関係を示す図。 図５の測距装置の直交座標形式（３次元座標）をＸ軸周りに角度θだけ回転させた直交座標回転形式を示す図。 図６の直交座標形式への変換について説明する図。 図６の直交座標回転形式への変換について説明する図。 図１の測距装置と床面上に置かれた対象物との位置関係を直交座標回転形式によって示す図。 図１の測距装置と床面に開いた穴との位置関係を直交座標回転形式によって示す図。 図１の測距装置と床面上のスロープとの位置関係を直交座標回転形式によって示す図。 図１の測距装置によって実施される出力制御方法の処理のうち、実際の測定前に実施されるキャリブレーションの処理の流れを示すフローチャート。 図１の測距装置によって実施される床面状態検出方法の処理のうち、実際の距離測定時の処理の流れを示すフローチャート。 図１３のステップＳ２５の処理において、床面上に置かれた対象物（物体）の検出の流れを詳細に説明するフローチャート。 図１３のステップＳ２５の処理において、図１０の床面の穴を検出する際のフローチャート。 図１３のステップＳ２５の処理において、図１１のスロープを検出する際のフローチャート。

（実施形態１）
本発明の一実施形態に係る制御部（床面検出装置）１０を備えた測距装置２０について、図１～図１６を用いて説明すれば以下の通りである。
（１）測距装置２０の構成
本実施形態に係る測距装置２０は、図１に示すように、本体部２０ａの表面に設けられた照明装置２１から対象物３０に向かって照射された光Ｌ１（電磁波の一例）の反射光を、受光レンズ２２を介して撮像素子２３において受光して、光Ｌ１が照射されてから受光されるまでの光の飛行時間（Time of Flight）に応じて算出される距離情報を取得する。

そして、測距装置２０は、図２に示すように、照明装置２１と、受光レンズ２２と、撮像素子２３と、制御部（床面検出装置）１０と、記憶部２５と、出力部２６と、を備えている。
照明装置２１は、例えば、ＬＥＤを有しており、対象物３０に対して所望の波長を有する光を照射する。なお、照明装置２１には、ＬＥＤから照射された光を集光して対象物３０の方向へ導く投光レンズ（図示せず）が設けられている。

受光レンズ２２は、照明装置２１から対象物３０に対して照射され、対象物３０において反射した反射光を受光して、撮像素子２３へと導くために設けられている。
撮像素子２３は、複数の画素を有しており、受光レンズ２２において受光された反射光を、複数の画素のそれぞれにおいて受光して、光電変換した電気信号を制御部１０へと送信する。また、撮像素子２３において検出される反射光の受光量に対応する電気信号は、制御部１０において各画素における距離情報の算出に用いられる。

制御部１０は、図２に示すように、照明装置２１、撮像素子２３および記憶部２５と接続されている。そして、制御部１０は、記憶部２５に保存された照明制御プログラムを読み込んで、対象物３０に対して光を照射する照明装置２１を制御する。より詳細には、制御部１０は、光を照射する対象物３０までの距離、形状、色等の対象物の性質等に応じて最適な光を照射するように、照明装置２１を制御する。また、制御部１０は、撮像素子２３から受信した各画素に対応する電気信号に基づいて、各画素ごとに、対象物３０までの距離情報を算出する。
なお、測距装置２０による対象物３０までの距離測定原理については、後段にて詳述する。

記憶部２５は、図２に示すように、制御部１０と接続されており、照明装置２１および撮像素子２３を制御するための制御プログラム、撮像素子２３において検出された反射光の光量、受光タイミング、反射光の光量に基づいて算出された距離情報等のデータを保存する。さらに、記憶部２５は、後述する距離情報、角度情報、直交座標系、設置高さ、回転座標、閾値、出力の対象となる画素の座標値等の情報を保存する。
出力部２６は、後述する出力情報選択部１９（図３参照）において選択された画素に対応する距離情報を、外部機器へ出力する。
出力部２６から出力された各画素に対応する距離情報は、全画素分ではなく、選択された一部の画素に対応する情報に限定される。このため、出力負荷を軽減することができるとともに、出力先である外部機器における後処理の負荷も軽減することができる。

（２）制御部１０の構成
制御部１０は、図３に示すように、距離演算部（距離情報取得部）１１と、角度情報取得部１２と、３次元座標変換部１３と、平面検出部１４と、高さ算出部１５と、座標回転演算部１６と、閾値設定部１７と、対象物検出部（状態検出部）１８と、出力情報選択部１９と、を備えている。

距離演算部１１は、後述するＴＯＦ（Time of Flight）方式の距離測定原理に基づいて、撮像素子２３において撮影された濃淡画像の各画素に対応する対象物３０までの距離情報を演算する。
角度情報取得部１２は、受光レンズ２２を介して反射光を受光する撮像素子２３において生成される距離画像を構成する複数の画素は、被写体に対する反射光の入射角度が決まるため、各画素それぞれに対応する角度情報を取得する。

３次元座標変換部１３は、距離演算部１１において取得された距離情報を、角度情報取得部１２において取得された角度情報に基づいて、直交座標形式の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）へ変換する（図７参照）。
平面検出部１４は、対象物３０までの距離を測定する際の基準として、対象物３０が置かれた床面ＦＬを検出する画素の範囲を指定して床面ＦＬを検出する（キャリブレーション処理）。

高さ算出部１５は、平面検出部１４において検出された床面ＦＬにおける距離情報（高さ）を、３次元座標変換部１３において変換した３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づいて、測距装置２０の床面ＦＬからの設置高さｈを算出する。より詳細には、高さ算出部１５は、床面ＦＬの垂線と測距装置２０の光軸とがなす角度θだけ、測距装置２０の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を軸周りに回転させて再度取得された座標値（Ｘ，Ｙｒ，Ｚｒ）のうち、光軸方向における座標値Ｚｒを、設置高さｈとして算出する（図６参照）。

本実施形態では、高さ算出部１５は、測距装置２０の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を軸周りに回転させて再度取得された複数の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）のＺ方向における座標値の平均値を、設置高さｈとして算出する。
座標回転演算部１６は、３次元座標変換部１３において距離情報および角度情報から変換された３次元座標（直交座標形式）を、軸周りに回転させた回転座標（直交座標回転形式）を演算する（図６参照）。

閾値設定部１７は、対象物検出部１８において対象物３０を検出する際に用いられる所定の閾値を設定する。なお、閾値設定部１７によって設定される閾値は、検出される対象物３０の形態、形状、大きさ等に応じて、適宜、異なる値が設定されていればよい。
対象物検出部１８は、座標回転演算部１６において演算された回転座標の高さ方向の座標ｚと、高さ算出部１５において算出された設置高さｈとを比較して、高さ方向における寸法を有する物体を検出すると、この物体を床面ＦＬ上に置かれた対象物３０として検出する。

出力情報選択部１９は、距離演算部１１において演算された距離情報に基づいて検出される対象物３０を含む距離画像を構成する複数の画素のうち、対象物３０を含む画素に対応する距離情報だけを出力対象として選択して出力する。

＜測距装置２０による距離測定原理＞
本実施形態の測距装置２０による対象物までの距離測定の原理について、図４を用いて説明すれば以下の通りである。
すなわち、本実施形態では、測距装置２０の制御部１０（距離演算部１１）が、照明装置２１から照射された光の投光波と、撮像素子２３において受光した光の受光波との位相差Φ（図４参照）に基づいて、対象物３０までの距離を算出する。
ここで、位相差Φは、以下の関係式（１）によって示される。
Φ＝ａｔａｎ（ｙ／ｘ） ・・・・・（１）
（ｘ＝ａ２－ａ０，ｙ＝ａ３－ａ１、ａ０～ａ３は、受光波を９０度間隔で４回サンプリングしたポイントにおける振幅）

そして、位相差Φから距離Ｄへの変換式は、以下の関係式（２）によって示される。
Ｄ＝（ｃ／（２×ｆ_ＬＥＤ））×（Φ／２π）＋Ｄ_{ＯＦＦＳＥＴ} ・・・・・（２）
（ｃは、光速（≒３×１０^８ｍ／ｓ）、ｆ_ＬＥＤは、ＬＥＤの投光波の周波数、Ｄ_{ＯＦＦＳＥＴ}は、距離オフセット。）
これにより、照明装置２１から照射された光の反射光を受光して、その位相差を比較することで、距離演算部１１は、光速ｃを用いて、対象物３０までの距離を容易に算出することができる。

＜出力対象を選択する処理＞
本実施形態の測距装置２０の制御部１０による出力対象を選択する方法について、図面を用いて説明すれば以下の通りである。
すなわち、本実施形態では、測距装置２０が、図５に示すように、床面ＦＬに設置された高さｈの支柱Ｐ１の上端に、斜め下向きの取付角度で取り付けられており、床面ＦＬ上に置かれた対象物３０が存在するとする。

この場合、測距装置２０では、撮像素子２３の全ての画素に映る物体（対象物３０，床面ＦＬ等）までの距離が演算され、各画素に対応する距離情報として、測距装置２０を原点とする３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が保存されている。
本実施形態の測距装置２０は、これらの各画素に対応する距離情報のうち、対象物３０がある位置に対応する画素の距離情報だけを選択的に出力するために、以下のような出力制御処理を実施する。

まず、事前準備時として、測距装置２０は、床面ＦＬからの設置高さｈを算出するキャリブレーションを実施する。
具体的には、測距装置２０は、図５に示すように、床面ＦＬ上において、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で距離の測定を行い、各画素における測定結果（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標値を取得する。

次に、測距装置２０は、取得した結果に対して、指定された画素範囲において平面検出を行い、平面αの式ａＸ＋ｂＹ＋ｃＺ＋ｄ＝０の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄを求める。
なお、平面検出およびａ，ｂ，ｃ，ｄの導出は、既存の技術を活用して行うことができる。例えば、Point Cloud Libraryに提示された平面検出（Plane model segmentation）のサンプルコードを用いて求めることができる（http://pointclouds.org/documentation/tutorials/planar_segmentation.html等参照）。

次に、測距装置２０は、床面ＦＬの垂線と、測距装置２０の直交座標系のＺ軸とがなす角度θを求める。
ここで、図６に示す平面αと測距装置２０の直交座標系のＺ軸（ｚ＋ｔ＝０）とがなす角度θは、以下の関係式（１）によって求められる。
θ＝cos-1(｜a×0+b×0+c×1｜÷((a²+b²+c²)1/2×(0²+0²+1²))) ・・・・・（１）
直交座標系をＸ軸周りにθ度回転させた直交座標回転系によって再度、距離を測定することで、各画素における直交座標回転系の測定結果（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の座標値が得られる。

次に、測距装置２０は、平面αを検出した平面範囲内におけるＺｒの平均値を算出し、この平均値を床面ＦＬからの高さｈとして算出する。
なお、撮像素子２３の各画素における距離の測定値を、角度情報に基づいて、３次元座標に変換する処理について、図７を用いて説明すれば以下の通りである。
すなわち、測距装置２０は、図７に示すように、各画素に対応する距離の測定値ｒを、角度θ、φを用いて３次元座標Ｘ，Ｙ，Ｚへと変換する。

なお、図７に示すｒ，θ，φおよびＸ，Ｙ，Ｚは、以下のように定義される。
Ｘ＝ｒ×sinθcosφ
Ｙ＝ｒ×sinθsinφ
Ｚ＝ｒ×cosθ
（測定値ｒは距離ベクトルｒの大きさ、角度θは距離ベクトルｒの方向とＺ軸がなす角度、角度情報φは距離ベクトルｒのＸ－Ｙ平面への射影ベクトルと、Ｘ軸とがなす角度である。）
次に、各画素に対応する距離の測定値を変換した３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りで回転させて著効座標回転系へ変換する処理について、図８を用いて説明する。

ここでは、測距装置２０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの回転角度を指定し、全画素のＸ，Ｙ，Ｚ座標に対して、以下の関係式（２）を用いて、回転後の座標値Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒを算出する。

例えば、図８に示すように、ある画素の３次元座標値が、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０，１，０）である場合、Ｘ軸周りに９０度、Ｙ軸、Ｚ軸周りの回転無しの場合は、回転後の座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）＝（０，０，１）となる。
続いて、以上のようなキャリブレーション処理によって、測距装置２０の設置高さｈを求めた後、図９に示すように、実際に対象物３０までの距離の測定が行われる。
すなわち、Ｘ軸周りにθ度回転させた直交座標回転形式で距離の測定が行われ、撮像素子２３の各画素における距離の測定結果（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）が取得される。
このとき、測距装置２０では、閾値設定部１７によって、対象物３０を検出するための所定の閾値Ｓ１が設定されている。

そして、測距装置２０は、測定結果として取得された座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の中のＺｒの値と、キャリブレーション処理において算出された設置高さｈの値とを比較し、その差の大きさが所定の閾値Ｓ１を超える場合には、その画素には対象物３０が含まれると判断し、その画素に対応する測定結果の座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）が出力対象として選択される。

本実施形態の測距装置２０では、例えば、図９に示すように、床面ＦＬ上に置かれた対象物３０を検出し、その対象物３０までの距離情報を選択して出力する。
このとき、床面ＦＬ上に置かれた対象物３０を検出するための閾値として、閾値Ｓ１が設定される。
そして、直交座標回転形式で得られた測距結果（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）のＺｒに着目し、撮像素子２３の各画素のそれぞれについて、その差（ｈ－Ｚｒ）の演算が行われる。

ここで、差（ｈ－Ｚｒ）＞Ｓ１であれば、その画素位置に対象物３０があると判定され、その画素に対応する距離情報が選択され出力される。
本実施形態の測距装置２０では、以上のように、ＴＯＦ方式によって取得される対象物３０までの距離情報および角度情報を用いて、測定された距離情報を直交座標回転形式に変換する。そして、測距装置２０は、設置高さｈとＺｒ値とを比較することで、床面ＦＬと高さの差が所定の閾値Ｓ１以上になる物体がある位置と物体のない床面だけの位置とを区別して、物体がある位置を対象物３０が存在する画素として検出することができる。

これにより、対象物３０が検出された画素に対応する距離情報だけを選択して出力することで、対象物３０のない床面の位置までの距離情報等の不要な情報が出力されることを回避して、出力されるデータ量を大幅に削減することができる。
次に、上述したように距離情報を用いて検出される対象物が、床面ＦＬに形成された穴１３０ａである場合の処理について、図１０を用いて説明する。

ここでは、図１０に示すように、床面ＦＬに形成された穴１３０ａを検出して、その測距結果のみを選択して出力する。
具体的には、上述したキャリブレーション処理によって測距装置２０の設置高さｈを求めた後、図１０に示すように、実際に対象物（穴１３０ａ）までの距離の測定が行われる。

すなわち、Ｘ軸周りにθ度回転させた直交座標回転形式で距離の測定が行われ、撮像素子２３の各画素における距離の測定結果（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）が取得される。
このとき、測距装置２０では、閾値設定部１７によって、穴１３０ａを検出するための所定の閾値Ｓ２が設定されている。
そして、測距装置２０は、測定結果として取得された全ての画素の座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の中のＺｒの値と、キャリブレーション処理において算出された設置高さｈの値とを比較し、その差（ｈ－Ｚｒ）が所定の閾値Ｓ２未満である場合には、その画素には穴１３０ａが含まれると判断し、その画素に対応する測定結果の座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）が出力対象として選択される。

これにより、床面ＦＬの状態として、どの位置に穴１３０ａがあるかを容易に検出することができるとともに、穴１３０ａが検出された画素に対応する距離情報だけを選択して出力することで、穴１３０ａのない床面ＦＬの位置までの距離情報等の不要な情報が出力されることを回避して、出力されるデータ量を大幅に削減することができる。
次に、上述したように距離情報を用いて検出される対象物が、床面ＦＬに形成された高さが変化するスロープ１３０ｂである場合の処理について、図１１を用いて説明する。

ここでは、図１１に示すように、床面ＦＬに高さが変化するスロープ１３０ｂを検出して、その測距結果のみを選択して出力する。
具体的には、上述したキャリブレーション処理によって測距装置２０の設置高さｈを求めた後、図１１に示すように、実際に対象物（スロープ１３０ｂ）までの距離の測定が行われる。

すなわち、Ｘ軸周りにθ度回転させた直交座標回転形式で距離の測定が行われ、撮像素子２３の各画素における距離の測定結果（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）が取得される。
このとき、測距装置２０では、閾値設定部１７によって、スロープ１３０ｂを検出するための所定の閾値Ｓ３が設定されている。
そして、測距装置２０は、測定結果として取得された全ての画素の座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の中のＺｒの値に着目し、隣接する上下左右の画素間の変化量（ΔＺｒ／ΔＸｒ）＋（ΔＺｒ／ΔＹｒ）を求める。

そして、（ΔＺｒ／ΔＸｒ）＋（ΔＺｒ／ΔＹｒ）が、所定の閾値Ｓ３よりも大きい場合にはＳ、スロープ１３０ｂを検出したその画素に対応する測距結果として、選択されて出力される。
これにより、床面ＦＬの状態として、スロープ１３０ｂが検出された画素に対応する距離情報だけを選択して出力することで、スロープ１３０ｂのない床面ＦＬの位置までの距離情報等の不要な情報が出力されることを回避して、出力されるデータ量を大幅に削減することができる。

＜床面状態検出方法の処理の流れ＞
本実施形態の測距装置２０は、以上のような構成により、図１２から図１６に示すフローチャートに従って、床面状態検出方法を実施する。
すなわち、図１２では、上述したように、実際の対象物３０までの距離の測定を実施する前の段階として、キャリブレーション処理を実施する。

ステップＳ１１では、測距装置２０の距離演算部１１が、撮像素子２３の全ての画素における位相差情報から距離情報を算出する。
次に、ステップＳ１２では、ステップＳ１１において算出された各画素ごとの距離情報と、角度情報取得部１２において取得された各画素に対応する角度情報とに基づいて、３次元座標変換部１３が、距離情報から直交座標形式の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換する。

次に、ステップＳ１３では、平面検出部１４が、測距装置２０が設置された床面ＦＬ上の所定の平面範囲に対して、平面検出処理を実施する。
次に、ステップＳ１４では、高さ算出部１５が、測距装置２０の３次元座標のＺ軸と床面ＦＬの垂線とがなす角度θ（図６参照）を算出する。
次に、ステップＳ１５では、座標回転演算部１６が、全ての画素において、３次元座標を指定された角度θだけ、３軸周りに回転させた直交座標回転形式の座標（Ｘｒ，Ｙｒ、Ｚｒ）を演算する。

次に、ステップＳ１６では、高さ算出部１５が、床面ＦＬの所定の平面範囲においてＺｒの平均値を求め、これを設置高さｈとして設定する。
本実施形態の測距装置２０では、以上のような処理によって、実際の対象物３０までの距離を測定する前段階として、キャリブレーション処理を実施して、対象物３０の位置を検出するために使用される基準となる測距装置２０の設置高さｈを設定する。

続いて、図１３では、図１２に示すキャリブレーション処理を実施した後、実際の対象物３０までの距離測定を行う工程を実施する。
すなわち、ステップＳ２１では、距離演算部１１が、撮像素子２３の全ての画素において取得された位相差情報を用いて、複数の画素のそれぞれに対応する対象物までの距離情報を算出する。

次に、ステップＳ２２では、３次元座標変換部１３が、角度情報取得部１２において取得された画素ごとの角度情報に基づいて、撮像素子２３の全ての画素において算出された距離情報を、直交座標形式の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）へ変換する。
次に、ステップＳ２３では、座標回転演算部１６が、所定の角度θだけ、全ての画素に対応する３次元座標をＸ・Ｙ・Ｚの３軸周りに回転させて、回転座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）を演算する。

次に、ステップＳ２４では、撮像素子２３の全ての画素について、出力対象となる距離情報を持つ画素であるか否かを１つずつ確認するために、例えば、撮像素子２３の全ての画素のうち左下の端からスタートするために、ｉ＝０、ｊ＝０と設定される。
次に、ステップＳ２５では、画素（ｉ，ｊ）の回転後のＺ軸座標値Ｚｒと設置高さｈとを比較し、検出対象となる対象物３０に応じて設定される所定の閾値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３以上の差があると判定された画素を選択対象として座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）を保存する。

なお、ステップＳ２５の処理内容については、対象物３０の種類によって異なるため、詳細は処理については後段にて詳述する。
次に、ステップＳ２６では、ｉ＝ｉ＋１として、隣接する画素について、出力対象となる距離情報を持つ画素であるか否かを確認する。
次に、ステップＳ２７では、ｉ＜Ｍａｘ＿ｉの条件を満たすか否かを判定する。すなわち、ステップＳ２７では、撮像素子２３の画素が横方向において端から端まで検証されたか否かを確認する。

ここで、まだ横方向における端（ＭＡＸ）まで検証されていないと判定されると、ステップＳ２５へ戻り、出力対象となる距離情報を持つ画素であるか否かの検証が行われる。一方、横方向における端（ＭＡＸ）まで検証されたと判定されると、ステップＳ２８へ移動する。
次に、ステップＳ２８では、ステップＳ２７において、横方向において最大の位置（端）の画素まで検証したと判定されたため、１つ上の列の画素に移動するために、ｉ＝０、ｊ＝ｊ＋１とする。

次に、ステップＳ２９では、ｊ＜Ｍａｘ＿ｊの条件を満たすか否かを判定する。すなわち、ステップＳ２９では、撮像素子２３の画素が縦方向において端から端まで検証されたか否かを確認する。
ここで、まだ縦方向における端（ＭＡＸ）まで検証されていないと判定されると、ステップＳ２５へ戻り、出力対象となる距離情報を持つ画素であるか否かの検証が行われる。一方、縦方向における端（ＭＡＸ）まで検証されたと判定されると、ステップＳ３０へ移動する。

次に、ステップＳ３０では、撮像素子２３の全ての画素について検証が完了したため、ステップＳ２５における検証の結果を踏まえて、選択された画素に対応する座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）を出力する。
これにより、対象物３０が検出された画素に対応する距離情報だけを選択して出力することで、対象物３０のない床面ＦＬの位置に対応する全ての画素分の距離情報が出力されることを回避して、出力されるデータ量を大幅に削減することができる。

＜検出対象が対象物３０の場合＞
ここでは、上述した図１３のステップＳ２５における撮像素子２３の各画素が出力対象となる距離情報を持っているか否かを検証する処理、特に、対象物３０が床面ＦＬに置かれた物体である場合の処理について、図１４を用いて詳細に説明する。
すなわち、ステップＳ３１では、図１２に示すキャリブレーションの処理によって求められた床面ＦＬからの高さｈから対象画素（ｉ，ｊ）の直交座標回転系の鉛直方向に対応する座標Ｚｒ値を減算して、（ｈ－Ｚｒ）を算出する。

次に、ステップＳ３２では、ステップＳ３１における減算処理の結果（ｈ－Ｚｒ）は、床面ＦＬに置かれた対象物３０の有無を判定するために、閾値設定部１７によって設定された所定の閾値Ｓ１より大きいか否かが判定される。
ここで、減算処理の結果（ｈ－Ｚｒ）が閾値Ｓ１よりも大きいと判定されると、対象画素に含まれる対象物３０が床面ＦＬからの高さ寸法が閾値以上ある物体であると認識され、ステップＳ３３へ進む。

一方、減算処理の結果（ｈ－Ｚｒ）が閾値Ｓ１よりも小さいと判定されると、対象画素に含まれる対象物３０が床面ＦＬからの高さ寸法がほとんどない物体あるいは床面ＦＬであると認識され、ステップＳ３５へ進む。
次に、ステップＳ３３では、ステップＳ３２において、対象画素に含まれる対象物３０が床面ＦＬからの高さ寸法が閾値以上ある物体であると認識されたため、対象物検出部１８が、床面ＦＬ上に対象物３０ありと判定する。

次に、ステップＳ３４では、出力情報選択部１９が、対象物３０ありと判定された対象画素（ｉ，ｊ）の座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）とその対象物ＩＤ（０１）とを出力対象として選択する。
次に、ステップＳ３５では、ステップＳ３２において、対象画素に含まれる対象物３０が床面ＦＬからの高さ寸法がほとんどない物体あるいは床面ＦＬであると認識されたため、その画素に対応する床面ＦＬ上の位置に対象物なしと判定して、ステップＳ２６へ進む。
これにより、床面ＦＬに置かれた物体（対象物３０）の有無を判定するために設定された閾値Ｓ１を用いて、対象画素に床面ＦＬ上に置かれた対象物３０が含まれるか否かを容易に判定することができる。

＜検出対象が穴１３０ａの場合＞
ここでは、上述した図１３のステップＳ２５における撮像素子２３の各画素が出力対象となる距離情報を持っているか否かを検証する処理、特に、対象物３０が床面ＦＬに形成された穴１３０ａ（図１０参照）である場合の処理について、図１５を用いて詳細に説明する。

すなわち、ステップＳ４１では、図１２に示すキャリブレーションの処理によって求められた床面ＦＬからの高さｈから対象画素（ｉ，ｊ）の直交座標回転系の鉛直方向に対応する座標Ｚｒ値を減算して、（ｈ－Ｚｒ）を算出する。
次に、ステップＳ４２では、ステップＳ４１における減算処理の結果（ｈ－Ｚｒ）は、床面ＦＬに形成された穴１３０ａの有無を判定するために、閾値設定部１７によって設定された所定の閾値Ｓ２より小さいか否かが判定される。

すなわち、対象物が穴１３０ａである場合には、測距装置２０において取得される対応画素の距離情報は、床面ＦＬまでの設置高さｈよりも大きくなる。よって、ここでは、（ｈ－Ｚｒ）の値は、穴１３０ａに対応する画素ではマイナスの値になることを踏まえ、判定用に設定された閾値Ｓ２よりも小さくなるか否かを判定する。
ここで、減算処理の結果（ｈ－Ｚｒ）が閾値Ｓ２よりも小さいと判定されると、対象画素に含まれる対象物３０が床面ＦＬよりも下にある穴１３０ａであると認識され、ステップＳ４３へ進む。

一方、減算処理の結果（ｈ－Ｚｒ）が閾値Ｓ２よりも大きいと判定されると、対象画素に含まれる対象物３０が床面ＦＬからの深さ寸法がほとんどない物体あるいは床面ＦＬであると認識され、ステップＳ４５へ進む。
次に、ステップＳ４３では、ステップＳ４２において、対象画素に含まれる対象物３０が床面ＦＬからの高さ寸法が閾値Ｓ２より小さいと判定されたため、対象物検出部１８が、床面ＦＬに穴１３０ａありと判定する。

次に、ステップＳ４４では、出力情報選択部１９が、穴１３０ａがあると判定された対象画素（ｉ，ｊ）の座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）とその対象物ＩＤ（０２）とを出力対象として選択する。
次に、ステップＳ４５では、ステップＳ４２において、対象画素に含まれる対象物が床面ＦＬからの深さ寸法がほとんどない物体あるいは床面ＦＬであると認識されたため、その画素に対応する床面ＦＬ上の位置に穴１３０ａなしと判定して、ステップＳ２６へ進む。
これにより、床面ＦＬに形成された穴１３０ａの有無を判定するために設定された閾値Ｓ２を用いて、対象画素に床面ＦＬに形成された穴１３０ａが含まれるか否かを容易に判定することができる。

＜検出対象がスロープ１３０ｂの場合＞
ここでは、上述した図１３のステップＳ２５における撮像素子２３の各画素が出力対象となる距離情報を持っているか否かを検証する処理、特に、対象物３０が床面ＦＬ上のスロープ１３０ｂ（図１１参照）である場合の処理について、図１６を用いて詳細に説明する。

すなわち、ステップＳ５１では、高さ方向における寸法が変化するスロープ１３０ｂの有無を判定するために、ある画素位置（ｉ，ｊ）とこれに横方向マイナス側に隣接する画素位置（ｉ－１，ｊ）のＺｒの変化量ΔＺｒ／ΔＸｒを算出する。さらに、ある画素位置（ｉ，ｊ）とこれに縦方向マイナス側に隣接する画素位置（ｉ，ｊ－１）のＺｒの変化量ΔＺｒ／ΔＹｒを算出する。

次に、ステップＳ５２では、ステップＳ５１において算出されたΔＺｒ／ΔＸｒとΔＺｒ／ΔＹｒの和が、床面ＦＬ上のスロープ１３０ｂの有無を判定するために、閾値設定部１７によって設定された所定の閾値Ｓ３より大きいか否か、すなわち、｛（ΔＺｒ／ΔＸｒ）+（ΔＺｒ／ΔＹｒ）｝＞閾値Ｓ３という条件式を満たすか否かが判定される。
すなわち、対象物がスロープ１３０ｂである場合には、横方向および縦方向に隣接する画素との高さ方向における変化量が所定値以上になることを踏まえ、その変化量の縦横の和が判定用に設定された閾値Ｓ３よりも大きいか否かを判定する。

ここで、判定結果が閾値Ｓ３よりも大きいと判定されると、対象画素に含まれる対象物３０がスロープ１３０ｂである可能性があると認識され、ステップＳ５３へ進む。
一方、判定結果が閾値Ｓ３よりも小さいと判定されると、対象画素にはスロープ１３０ｂが含まれていないと認識され、ステップＳ５７へ進む。
次に、ステップＳ５３では、ある画素位置（ｉ，ｊ）とこれに横方向プラス側に隣接する画素位置（ｉ＋１，ｊ）のＺｒの変化量ΔＺｒ／ΔＸｒを算出する。さらに、ある画素位置（ｉ，ｊ）とこれに縦方向プラス側に隣接する画素位置（ｉ，ｊ＋１）のＺｒの変化量ΔＺｒ／ΔＹｒを算出する。

次に、ステップＳ５４では、ステップＳ５３において算出されたΔＺｒ／ΔＸｒとΔＺｒ／ΔＹｒの和が、閾値Ｓ３より大きいか否か、すなわち、｛（ΔＺｒ／ΔＸｒ）+（ΔＺｒ／ΔＹｒ）｝＞Ｓ３という条件式を満たすか否かが判定される。
ここで、判定結果が閾値Ｓ３よりも大きいと判定されると、対象画素に含まれる対象物３０がスロープ１３０ｂであると認識され、ステップＳ５５へ進む。

一方、判定結果が閾値Ｓ３よりも小さいと判定されると、対象画素にはスロープ１３０ｂが含まれていないと認識され、ステップＳ５７へ進む。
次に、ステップＳ５５では、ステップＳ５４において、ΔＺｒ／ΔＸｒとΔＺｒ／ΔＹｒの和が閾値Ｓ３より大きいと判定されたため、対象物検出部１８が、床面ＦＬにスロープ１３０ｂありと判定する。

次に、ステップＳ５６では、出力情報選択部１９が、スロープ１３０ｂがあると判定された対象画素（ｉ，ｊ）の座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）とその対象物ＩＤ（０３）とを出力対象として選択する。
次に、ステップＳ５７では、ステップＳ５４において、ΔＺｒ／ΔＸｒとΔＺｒ／ΔＹｒの和が閾値Ｓ３より小さいと判定されたことから、対象物の高さ方向における寸法が隣接する画素間でほとんどない変化しないと認識されるため、床面上にスロープなしと判定して、ステップＳ２６へ進む。
これにより、床面ＦＬ上のスロープ１３０ｂの有無を判定するために設定された閾値Ｓ３を用いて、対象画素に床面ＦＬ上に置かれたスロープ１３０ｂが含まれるか否かを容易に判定することができる。

＜床面ＦＬの状態の検出処理＞
本実施形態の測距装置２０は、以上のように、撮像素子２３に含まれる全ての画素について対象物（物体、穴、スロープ等）を含むか否かを、距離情報を用いて判定することで、対象物を含む対象画素が持つ距離情報だけを選択して出力することができる。

また本実施形態の測距装置２０は、さらに図１４から図１６のフローチャートを連続して実施することで、床面ＦＬの状態を検出することもできる。
具体的には、図１３のステップＳ２５の処理について、図１４から図１６に示すフローチャートを連続して実施することで、３つの閾値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を用いて、床面ＦＬの状態として、物体の有無、穴の有無、スロープの有無等を検出することができる。

このため、まず図１４に示すフローチャートに従って閾値Ｓ１を用いて判定処理が実施され、床面ＦＬ上に高さ寸法を持つ物体が検出されれば床面ＦＬ上に置かれた対象物３０ありと判定され、物体が検出されない場合には、図１５に示すフローチャートに従って判定処理が行われる。
そして、図１５に示すフローチャートに従って閾値Ｓ２を用いて判定処理が実施され、床面ＦＬに深さ寸法を持つ穴１３０ａが検出されれば床面ＦＬに形成された穴１３０ａありと判定され、穴１３０ａが検出されない場合には、図１６に示すフローチャートに従って判定処理が行われる。

最後に、図１６に示すフローチャートに従って閾値Ｓ３を用いて判定処理が実施され、床面ＦＬ上にスロープ１３０ｂが検出されれば床面ＦＬ上にスロープ１３０ｂありと判定され、スロープ１３０ｂが検出されない場合には、床面ＦＬの状態検出処理を終了し、ステップＳ２６へ進む。
これにより、異なる閾値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を用いて判定処理が実施されることで、例えば、測距装置２０が床面ＦＬ上を走行可能な搬送装置に搭載された場合でも、床面ＦＬの穴１３０ａ等の凹凸の有無や、障害物の有無等を正確に判定して、スムーズに搬送作業を実施することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、床面状態検出装置および床面状態検出方法として、本発明を実現した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、上述した床面状態検出装置の床面状態検出方法をコンピュータに実行させる床面状態検出プログラムとして本発明を実現してもよい。
この床面状態検出プログラムは、床面状態検出装置に搭載されたメモリ（記憶部）に保存されており、ＣＰＵがメモリに保存された床面状態検出プログラムを読み込んで、ハードウェアに各ステップを実行させる。より具体的には、ＣＰＵがプログラムを読み込んで、上述した距離情報取得ステップと、状態検出ステップと、を実行することで、上記と同様の効果を得ることができる。
また、本発明は、床面状態検出装置の床面状態検出プログラムを保存した記録媒体として実現されてもよい。

（Ｂ）
上記実施形態では、距離情報取得部として、ＴＯＦ方式で距離画像の各画素に対応する距離情報を演算する距離演算部１１を、例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、ＴＯＦ方式で求められた距離画像の各画素に対応する距離情報を、外部の測距装置から取得する構成であってもよい。
すなわち、本発明の出力制御装置が、測距装置とは別に設けられており、測距装置から距離情報を取得して、出力対象となる画素に対応する距離情報を選択して出力する構成であってもよい。

（Ｃ）
上記実施形態では、測距装置２０の取付角度θを演算によって算出する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、測距装置の取付角度が予め分かっている場合には、その取付角度θを用いて、設置高さ等を求める構成であってもよい。

（Ｄ）
上記実施形態では、照明装置２１から対象物に対して照射された光の反射光を検出して、対象物までの距離を測定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、照明装置から対象物に対して、広義の光（紫外光・可視光・赤外光）以外に、光よりも波長の短いγ（ガンマ）線、Ｘ線、光より波長の長いマイクロ波や放送用の電波（短波、中波、長波）等の電磁波を照射して、その反射を検出することで対象物までの距離を測定する構成であってもよい。
すなわち、対象物に対して照射される光は、その反射量が距離の二乗に反比例して減衰する性質を有する他の電磁波であってもよい。

（Ｅ）
上記実施形態では、距離情報を用いて検出される対象物として、床面ＦＬ上に置かれた物体、穴１３０ａ、スロープ１３０ｂを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、検出可能な対象物としては、上記以外の物体であってもよい。
この場合には、それぞれの物体の形態、大きさ、形状等に応じて設定される閾値を用いることで、それぞれの物体の有無を検出することができる。

本発明の測距装置は、出力される距離情報を含む情報のデータ量を軽減することができるという効果を奏することから、例えば、ＴＯＦセンサ等の測距装置に対して広く適用可能である。

１０ 制御部（床面検出装置）
１１ 距離演算部（距離情報取得部）
１２ 角度情報取得部
１３ ３次元座標変換部
１４ 平面検出部
１５ 高さ算出部
１６ 座標回転演算部
１７ 閾値設定部
１８ 対象物検出部（状態検出部）
１９ 出力情報選択部
２０ 測距装置
２０ａ 本体部
２１ 照明装置
２２ 受光レンズ
２３ 撮像素子
２５ 記憶部
２６ 出力部
３０ 対象物
１３０ａ 穴
１３０ｂ スロープ
Ｄ 距離
ＦＬ 床面
Ｌ１ 光
Ｐ１ 支柱

Claims (17)

1. 対象物が置かれる床面の状態を検出する床面状態検出装置であって、
   照明装置から前記対象物に対して照射された電磁波の反射量に応じて前記対象物までの距離情報を取得する距離情報取得部と、
   前記距離情報取得部において取得された前記距離情報に基づいて、前記対象物が置かれる前記床面の状態を検出する状態検出部と、
   を備えている床面状態検出装置。
2. 前記状態検出部は、前記距離情報を用いて、前記床面にある凹凸を検出する、
   請求項１に記載の床面状態検出装置。
3. 距離画像に含まれる各画素ごとに対応する角度情報を取得する角度情報取得部を、さらに備えている、
   請求項１または２に記載の床面状態検出装置。
4. 前記距離情報取得部において取得された前記距離情報を、前記角度情報取得部において取得された前記角度情報に基づいて、３次元座標へ変換する３次元座標変換部を、さらに備えている、
   請求項３に記載の床面状態検出装置。
5. 前記対象物が置かれる床面を検出する平面検出部を、さらに備えている、
   請求項４に記載の床面状態検出装置。
6. 前記平面検出部において検出された前記床面における前記距離情報を、前記３次元座標変換部において変換した３次元座標に基づいて、測距装置の設置高さを算出する高さ算出部を、さらに備えている、
   請求項５に記載の床面状態検出装置。
7. 前記高さ算出部は、前記平面検出部において検出された前記床面の垂線と前記測距装置の光軸とがなす角度だけ、前記測距装置の直交座標系を軸周りに回転させて再度取得された座標値の前記光軸方向における座標値を、前記設置高さとして算出する、
   請求項６に記載の床面状態検出装置。
8. 前記高さ算出部は、前記測距装置の直交座標系を軸周りに回転させて再度取得された複数の座標値の前記光軸方向における座標値の平均値を、前記設置高さとして算出する、
   請求項７に記載の床面状態検出装置。
9. 前記３次元座標変換部において前記距離情報および前記角度情報から変換された３次元座標を、軸周りに回転させた回転座標を演算する座標回転演算部を、さらに備えている、
   請求項８に記載の床面状態検出装置。
10. 前記座標回転演算部において演算された前記回転座標の高さ方向の座標と、前記高さ算出部において算出された前記設置高さとを比較して、高さ方向における正または負の寸法を有する物体を検出すると、前記物体を前記床面上における凹凸として検出する凹凸検出部を、さらに備えている、
    請求項９に記載の床面状態検出装置。
11. 前記凹凸検出部における前記凹凸の検出時に用いられる所定の閾値を設定する閾値設定部を、さらに備えている、
    請求項１０に記載の床面状態検出装置。
12. 前記状態検出部において検出された前記凹凸を含む各画素の距離情報を選択して出力する出力情報選択部を、さらに備えている、
    請求項１０または１１に記載の床面状態検出装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の床面状態検出装置と、
    前記対象物に対して電磁波を照射する照射装置と、
    前記照明装置から照射された前記電磁波の反射量を検出する受光部と、
    を備えた測距装置。
14. 前記距離情報、前記距離画像に含まれる各画素ごとに対応する角度情報、前記測距装置の直交座標系、設置高さ、前記距離情報および前記角度情報から変換された３次元座標を軸周りに回転させた回転座標、前記対象物の検出時に用いられる閾値、前記出力の対象となる画素の座標値の少なくとも１つを保存する記憶部を、さらに備えている、
    請求項１３に記載の測距装置。
15. 前記画素に対応する前記距離情報を、外部機器へ出力する出力部を、さらに備えている、
    請求項１３または１４に記載の測距装置。
16. 対象物が置かれる床面の状態を検出する床面状態検出方法であって、
    照明装置から前記対象物に対して照射された電磁波の反射量に応じて前記対象物までの距離情報を取得する距離情報取得ステップと、
    前記距離情報取得ステップにおいて取得された前記距離情報に基づいて、前記対象物が置かれる前記床面の状態を検出する状態検出ステップと、
    を備えている床面状態検出方法。
17. 対象物が置かれる床面の状態を検出する床面状態検出プログラムであって、
    照明装置から前記対象物に対して照射された電磁波の反射量に応じて前記対象物までの距離情報を取得する距離情報取得ステップと、
    前記距離情報取得ステップにおいて取得された前記距離情報に基づいて、前記対象物が置かれる前記床面の状態を検出する状態検出ステップと、
    を備えている床面状態検出方法をコンピュータに実行させる床面状態検出プログラム。

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