JPH0618260A - Object observing apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain an object observing apparatus employing minimum necessary number of transmitter/receiver sets. CONSTITUTION:Projectors A1, A2 and light receivers P1, P2 are disposed alternately at four corners of an automobile 1. Any one of the projectors A1, A2 is combined appropriately with any one of the light receivers P1, P2 to constitute an omnidirectional observing system. Combination of first projector Al and first light receiver P1 constitutes an observing system for front observing region S1, combination of first projector A1 and second light receiver P2 constitutes an observing system for right observing region S2, combination of second projector A2 and second light receiver P2 constitutes an observing system for rear observing region S3, and combination of second projector A2 and first light receiver P1 constitutes an observing system for left observing region S4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光、電波、超音波な
どを送出する送波器と、物体からの反射波を受ける受波
器とを組み合わせて三角測量に基づく観測系が構成され
る物体観測装置に関連し、殊にこの発明は、自動車の全
方位を観測して、観測領域内に位置する物体の方位や距
離を測定するのに好適な物体観測装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises an observation system based on triangulation, which combines a transmitter for transmitting light, radio waves, ultrasonic waves, etc. and a receiver for receiving reflected waves from an object. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object observing device, and more particularly to an object observing device suitable for observing all directions of an automobile and measuring the azimuth and distance of an object located in an observation area.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、自動車、無人搬送車、移動ロボッ
トのような走行体に、衝突防止のための物体観測装置を
搭載することが提案されている。この種の物体観測装置
は、決められた観測領域に他の走行体や障害物などが存
在するか否か、もし存在するとすれば、どの方向でどの
くらい離れた位置に存在するかを自動的に検出もしくは
測定して、走行体の走行を自動制御するためのものであ
る。2. Description of the Related Art In recent years, it has been proposed to mount an object observing device for collision prevention on a traveling body such as an automobile, an automated guided vehicle, or a mobile robot. This type of object observing device automatically determines whether other moving objects or obstacles exist in the determined observation area, and if so, in what direction and at what distance. It is for detecting or measuring and automatically controlling the traveling of the traveling body.

【０００３】また建物などには防犯のための物体観測装
置を設置することも提案されている。この種の物体観測
装置は、夜間などにおいて、決められた観測領域内を人
が通過したか否かなどを検出して、人の出入りを自動監
視するためのものである。It has also been proposed to install an object observation device for crime prevention in a building or the like. This kind of object observing device is for automatically monitoring the comings and goings of a person by detecting whether or not a person has passed through a predetermined observation area at night.

【０００４】例えば自動車に搭載される物体観測装置
は、光、電波、超音波などを送出する送波器と、物体か
らの反射波を受け付ける受波器とを組み合わせて三角測
量に基づく観測系が構成されており、自動車について
は、全方位を観測する必要性から、送波器と受波器との
組み合わせが合計４組、車体の適所に設けて観測系を構
成している。For example, an object observing device mounted on an automobile has an observing system based on triangulation by combining a wave transmitter for transmitting light, radio waves, ultrasonic waves and the like and a wave receiver for receiving a reflected wave from an object. For automobiles, because of the necessity of observing all directions, a total of four combinations of transmitters and receivers are installed in appropriate places on the vehicle body to form an observation system.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの種の
物体観測装置では、送波器と受波器とがそれぞれ４個づ
つ必要であるため、装置の製作コストが著しく高くつ
く。また自動車では、他の自動車の他に、カードレール
やリフレクタなど、種類の異なる対象物を観測する必要
があるが、対象物毎に光学的な特性が相違するため、対
象物によっては観測不可能な場合があり、見落としが生
ずるという問題がある。However, this type of object observing apparatus requires four wave transmitters and four wave receivers, which makes the manufacturing cost of the apparatus extremely high. In addition to other vehicles, it is necessary to observe different types of objects such as card rails and reflectors, but it is impossible to observe some objects because the optical characteristics of each object differ. In some cases, there is a problem that an oversight occurs.

【０００６】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、送波器と受波器との組を必要最小限の数に抑え
ることができ、しかも光学的な特性が相違する対象物で
あっても、見落とすことなく観測することが可能な物体
観測装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to reduce the number of sets of a transmitter and a receiver to a necessary minimum number, and yet to provide an object having different optical characteristics. Even in this case, it is an object of the present invention to provide an object observation device that enables observation without overlooking.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、送波器と受
波器とを組み合わせて三角測量に基づく観測系が構成さ
れる物体観測装置であって、少なくともいずれか一方が
複数である送波器と受波器とが交互に配置された観測系
と、異なる観測領域に対して送波器と受波器との組み合
わせを切り換える制御系とを備えて成るものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an object observation apparatus in which an observation system based on triangulation is formed by combining a wave transmitter and a wave receiver, and at least one of them is a plurality. It comprises an observation system in which wave devices and wave receivers are alternately arranged, and a control system for switching the combination of wave transmitters and wave receivers for different observation areas.

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載された
物体観測装置であって、前記観測系は送波器と受波器と
を２個づつ有し、各送波器および各受波器を観測系の四
隅位置に配置したものである。A second aspect of the present invention is the object observation apparatus according to the first aspect, wherein the observation system has two wave transmitters and two wave receivers, and each wave transmitter and each wave receiver. The wave instruments are arranged at the four corners of the observation system.

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載された物体観測装置であって、前記送波器として観測
領域内をスキャン可能な可動式のものを、また前記受波
器として周方向からの受波が可能な固定式のものを、そ
れぞれ用いている。A third aspect of the present invention is the object observation apparatus according to the first or second aspect, wherein the wave transmitter is a movable type that can scan an observation region, and the wave receiver is also used. Fixed types that can receive waves from the circumferential direction are used.

【００１０】請求項４の発明は、請求項１または２に記
載された物体観測装置であって、前記送波器として観測
領域内をスキャン可能な可動式のものを、また前記受波
器として送波器の送波軸上をスキャン可能な可動式のも
のを、それぞれ用いている。A fourth aspect of the present invention is the object observation apparatus according to the first or second aspect, wherein the wave transmitter is a movable type that can scan an observation area, and the wave receiver is also used. The movable type that can scan on the wave transmission axis of the wave transmitter is used.

【００１１】請求項５の発明は、送波器と受波器とを組
み合わせて三角測量に基づく観測系が構成される物体観
測装置であって、送波器と受波器との組より成る送受波
器が複数組配置された観測系と、２組の送受波器を用い
た複数種の観測方法のうち観測対象の種類に応じた観測
方法を選択すると共に、異なる観測領域に対して２組の
送受波器の組み合わせを切り換える制御系とを備えたも
のである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an object observing device in which an observing system based on triangulation is constructed by combining a wave transmitter and a wave receiver, and it comprises a set of the wave transmitter and the wave receiver. An observation system in which multiple sets of transducers are arranged, and an observation method according to the type of the observation target is selected from among multiple types of observation methods using two sets of transducers and And a control system for switching the combination of the set of transducers.

【００１２】請求項６の発明は、請求項５に記載された
物体観測装置であって、前記制御系は、観測対象の種類
に応じて、いずれか送受波器の送波器と他の送受波器の
受波器とを組み合わせて用いる第１の観測方法と、いず
れか送受波器の受波器と他の送受波器の受波器とを組み
合わせて用いる第２の観測方法と、いずれか送受波器の
送波器および受波器と他の送受波器の送波器および受波
器とを組み合わせて用いる第３の観測方法とのいずれか
を選択すると共に、第１の観測方法が選択されたとき、
異なる観測領域に対して２組の送受波器の組み合わせを
切り換えるようにしている。A sixth aspect of the present invention is the object observing apparatus according to the fifth aspect, wherein the control system is a transmitter / receiver of one of the transmitters / receivers and another transmitter / receiver according to the type of an object to be observed. A first observation method using a combination of a wave receiver and a second observation method using a combination of a wave receiver of any one of the wave transceivers and a wave receiver of another wave transceiver. Or a third observation method using a transmitter / receiver of a wave transmitter / receiver in combination with a transmitter / receiver of another wave receiver / transmitter, and a first observation method When is selected,
The combination of two sets of transducers is switched for different observation areas.

【００１３】[0013]

【作用】ある観測領域に対して、ある所定の送波器と、
ある所定の受波器とを組み合わせて観測を行い、他の観
測領域に対しては、例えば同じ送波器と他の所定の受波
器とを組み合わせて観測を行う。[Operation] For a certain observation area, a predetermined transmitter,
Observation is performed in combination with a certain predetermined wave receiver, and observation is performed in other observation regions, for example, by combining the same wave transmitter with another predetermined wave receiver.

【００１４】請求項２ないし４にかかる物体観測装置で
は、２組の送波器と受波器との組をもって全方位の観測
が可能であり、しかも三角測量の基線長を大きくとれる
ので、精度の良い方位および位置計測が可能である。In the object observing device according to any one of claims 2 to 4, the azimuth can be observed in all directions with two sets of the transmitter and the receiver, and the base line length of the triangulation can be made large. Good azimuth and position measurement is possible.

【００１５】特に請求項４にかかる物体観測装置では、
観測領域内に物体が観測されなかったとき、それ以後
は、観測領域内の最も遠い領域のみを観測すればよく、
無駄な処理が省ける。Particularly, in the object observation device according to claim 4,
When an object is not observed in the observation area, only the farthest area in the observation area may be observed thereafter.
Useless processing can be omitted.

【００１６】請求項５にかかる物体観測装置では、送波
器と受波器との組より成る送受波器を複数組配置して、
２組の送受波器を用いた複数種の観測方法のうち、観測
対象の種類に応じた観測方法を選択し、また異なる観測
領域に対して２組の送受波器の組み合わせを切り換える
ので、光学的な特性が相違する種類の異なる対象物であ
っても、観測が可能であり、見落としが生じない。In the object observing device according to a fifth aspect, a plurality of wave transmitters / receivers each including a wave transmitter and a wave receiver are arranged,
Of the multiple types of observation methods that use two sets of transducers, the observation method according to the type of the observation target is selected, and the combination of the two sets of transducers is switched for different observation areas. Even objects of different types with different physical characteristics can be observed, and no oversight will occur.

【００１７】特に請求項６の発明にかかる物体観測装置
では、観測対象の種類に応じて、送波器と受波器、受波
器と受波器、送受波器と送受波器のいずれか組み合わせ
で観測を行い、しかも送波器と受波器とを組み合わせる
場合は、異なる観測領域に対して組み合わせを切り換え
るので、自動車については、昼間の通常の観測のみなら
ず、夜間の観測、とりわけヘッドライトやリフレクタを
観測対象とする場合であっても観測が可能である。Particularly, in the object observing apparatus according to the invention of claim 6, any one of a wave transmitter and a wave receiver, a wave receiver and a wave receiver, and a wave transmitter and a wave receiver and a wave receiver depending on the kind of the object to be observed. When observing in combination, and when combining the transmitter and receiver, the combination is switched to different observation areas, so for automobiles, not only normal observation in the daytime but also nighttime observation, especially head It is possible to observe even when the observation target is a light or reflector.

【００１８】[0018]

【実施例】図１は、この発明の一実施例にかかる物体観
測装置を実施状況を示す。図示例は、この発明の物体観
測装置を自動車のエリアモニタとして実施した例である
が、この発明はこれに限らず 無人搬送車や移動ロボッ
トのような他の走行体のエリアモニタ、さらには固定式
の無人監視装置におけるエリアモニタにも実施できる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the implementation status of an object observation apparatus according to an embodiment of the present invention. The illustrated example is an example in which the object observation apparatus of the present invention is implemented as an area monitor of an automobile, but the present invention is not limited to this, and an area monitor of another traveling body such as an automated guided vehicle or a mobile robot, and further, a fixed object. It can also be implemented as an area monitor in a mobile unmanned monitoring device.

【００１９】図１は、自動車１を平面的に見た図であ
り、この自動車１の四隅に投光器Ａ１，Ａ２および受光
器Ｐ１，Ｐ２が配備してある。２個の投光器Ａ１，Ａ２
と２個の受光器Ｐ１，Ｐ２とは交互に配置してあり、第
１の投光器Ａ１が自動車１の前部の右隅位置に、第２の
投光器Ａ２が後部の左隅位置に、それぞれ配備され、ま
た第１の受光器Ｐ１が自動車１の前部の左隅位置に、第
２の受光器Ｐ２が後部の右隅位置に、それぞれ配備され
ている。FIG. 1 is a plan view of an automobile 1, in which projectors A1 and A2 and light receivers P1 and P2 are provided at four corners of the automobile 1. Two floodlights A1, A2
And two light receivers P1 and P2 are alternately arranged, and the first light projector A1 is arranged at the front right corner position of the automobile 1 and the second light projector A2 is arranged at the rear left corner position thereof. The first light receiver P1 is arranged at the front left corner position of the automobile 1, and the second light receiver P2 is arranged at the rear right corner position.

【００２０】これら投光器Ａ１，Ａ２のいずれかと受光
器Ｐ１，Ｐ２のいずれかとを適宜組み合わせて図２に示
すような全方位（３６０度）の観測系が構成されてお
り、第１の投光器Ａ１と第１の受光器Ｐ１との組み合わ
せで自動車１の前方を観測領域Ｓ１とする第１の観測系
が、第１の投光器Ａ１と第２の受光器Ｐ２との組み合わ
せで自動車１の右側方を観測領域Ｓ２とする第２の観測
系が、第２の投光器Ａ２と第２の受光器Ｐ２との組み合
わせで自動車１の後方を観測領域Ｓ３とする第３の観測
系が、第２の投光器Ａ２と第１の受光器Ｐ１との組み合
わせで自動車１の左側方を観測領域Ｓ４とする第４の観
測系が、それぞれ構成される。An omnidirectional (360 °) observing system as shown in FIG. 2 is constructed by appropriately combining any one of the light projectors A1 and A2 with any one of the light receivers P1 and P2. A first observation system having an observation area S1 in front of the vehicle 1 in combination with the first light receiver P1 observes the right side of the vehicle 1 in combination with the first light projector A1 and the second light receiver P2. The second observation system, which is the area S2, is a combination of the second projector A2 and the second light receiver P2, and the third observation system, which is the observation area S3 behind the automobile 1, is the second projector A2. A fourth observation system in which the left side of the automobile 1 is the observation region S4 is configured in combination with the first light receiver P1.

【００２１】同図は、説明を簡単にするため、自動車１
を正方形の物体としており、従って各観測領域Ｓ１〜Ｓ
４の方位角度は９０度の範囲となる。なお図中、矢印ａ
は自動車１の進行方向を、破線ｂは半径がＲの各観測領
域Ｓ１〜Ｓ４についての観測可能範囲を、それぞれ示
す。In FIG. 1, the vehicle 1 is shown for the sake of simplicity.
Is a square object, and therefore each observation region S1 to S
The azimuth angle of 4 is in the range of 90 degrees. In the figure, arrow a
Indicates the traveling direction of the automobile 1, and the broken line b indicates the observable range for each of the observation regions S1 to S4 having a radius R.

【００２２】各観測系は三角測量に基づき対象物までの
距離を計測するもので、図３に三角測量の原理が示して
ある。同図中、２は投光器であり、ＬＥＤやＬＤなどの
光源３と、光源３からの光を平行光とする光学系４とを
含む。また５は受光器であり、対象物８での反射光を集
光する光学系６と、この光学系６の焦点位置に配置され
たポジョンセンサのような位置検出器７とを含む。Each observation system measures the distance to the object based on triangulation, and the principle of triangulation is shown in FIG. In the figure, reference numeral 2 denotes a light projector, which includes a light source 3 such as an LED or an LD, and an optical system 4 for collimating the light from the light source 3. Reference numeral 5 denotes a light receiver, which includes an optical system 6 that collects the reflected light from the object 8 and a position detector 7 such as a position sensor arranged at the focal position of the optical system 6.

【００２３】いま投光器２の光学系４から対象物８まで
の距離をＬ、基線長（投光器２の光学系４と受光器５の
光学系６とのレンズ中心間距離）をＢ、前記光学系６の
焦点距離をｆ、前記位置検出器７上の原点Ｏから像点Ｑ
までの距離をｘとすると、前記距離Ｌはつぎの（１）式
で与えられる。Now, the distance from the optical system 4 of the projector 2 to the object 8 is L, the base line length (the distance between the lens centers of the optical system 4 of the projector 2 and the optical system 6 of the light receiver 5) is B, and the optical system is described above. 6, the focal length of 6 is f, and the image point Q is from the origin O on the position detector 7.
The distance L is given by the following equation (1), where x is the distance to.

【００２４】[0024]

【数１】 [Equation 1]

【００２５】このように投光器と受光器との組により対
象物８までの距離計測が可能であるが、この実施例のよ
うに、投光器Ａ１，Ａ２と受光器Ｐ１，Ｐ２とを自動車
１の四隅位置に配置すると、前記の基線長Ｂを大きくと
ることができ、三角測量の精度が向上する。As described above, the distance to the object 8 can be measured by the combination of the light emitter and the light receiver. As in this embodiment, the light emitters A1 and A2 and the light receivers P1 and P2 are connected to the four corners of the automobile 1. If it is arranged at a position, the above-mentioned baseline length B can be made large, and the accuracy of triangulation is improved.

【００２６】つぎの（２）式は前記（１）式の距離Ｌを
距離ｘで微分したものである。同式において、Δｘは位
置検出器７の分解能を、ΔＬは測定精度を、それぞれ意
味する。同式によると、基線長Ｂが長いほど、また焦点
距離ｆが長いほど、さらに位置検出器７の分解能Δｘが
小さいほど、測定精度ΔＬが向上することがわかる。The following equation (2) is a derivative of the distance L in the equation (1) with respect to the distance x. In the equation, Δx means the resolution of the position detector 7, and ΔL means the measurement accuracy. According to the equation, it can be seen that the measurement accuracy ΔL is improved as the baseline length B is longer, the focal length f is longer, and the resolution Δx of the position detector 7 is smaller.

【００２７】[0027]

【数２】 [Equation 2]

【００２８】また投光器と受光器との組み合わせを９０
度の方位角度をなす観測領域Ｓ１〜Ｓ４毎に切り換える
ことにより、図４に示すように、進行方向ａに対して斜
め方向を観測するとき、実質的な基線長Ｂ′を長くした
状態で全方位を観測でき、測定精度が向上する。In addition, the combination of the projector and the receiver is set to 90.
By observing in an oblique direction with respect to the traveling direction a as shown in FIG. 4, by switching for each observation region S1 to S4 forming an azimuth angle of degrees, the total length of the base line B ′ is substantially increased. The azimuth can be observed and the measurement accuracy improves.

【００２９】図４において、投光器２を発した光は対象
物８で反射し、その反射光は受光器５の光学系６で集光
されて位置検出器７上に結像する。いま投光器２から対
象物８までの距離をＬ、基線長（投光器２と受光器５と
の間隔）をＢ、前記光学系６の焦点距離をｆ、前記位置
検出器７上の原点Ｏから像点Ｑまでの距離をｘとする
と、前記距離Ｌはつぎの（３）式で与えられる。また実
際の基線長Ｂ´は、投光器２と受光器５とを結ぶ軸（図
ではＸ軸）に対する対象物８の方向（角度）をγとする
と、つぎの（４）式で与えられる。In FIG. 4, the light emitted from the projector 2 is reflected by the object 8, and the reflected light is condensed by the optical system 6 of the light receiver 5 and forms an image on the position detector 7. Now, the distance from the projector 2 to the object 8 is L, the base line length (the distance between the projector 2 and the receiver 5) is B, the focal length of the optical system 6 is f, and the image from the origin O on the position detector 7 is taken. When the distance to the point Q is x, the distance L is given by the following equation (3). The actual base line length B ′ is given by the following equation (4), where γ is the direction (angle) of the object 8 with respect to the axis (X axis in the figure) connecting the light projector 2 and the light receiver 5.

【００３０】[0030]

【数３】 [Equation 3]

【００３１】[0031]

【数４】 [Equation 4]

【００３２】上記（４）式から明らかなように、前記角
度γが９０度に近いほど実際の基線長Ｂ′を大きくとる
ことができ、測定精度が向上する。As is clear from the equation (4), the closer the angle γ is to 90 degrees, the larger the actual base line length B'can be made, and the measurement accuracy is improved.

【００３３】図５は、図１の実施例に用いられる投光器
２の具体例を示す。この投光器２は、ＬＥＤやＬＤなど
の光源３と、光源３からの光を平行光とする光学系４
と、光学系４からの平行光を図７に示す方位方向ｄにス
キャンするスキャナ９とで構成される。なお図７は、自
動車１を平面的に見た図である。FIG. 5 shows a concrete example of the projector 2 used in the embodiment of FIG. This floodlight 2 includes a light source 3 such as an LED or an LD, and an optical system 4 for collimating the light from the light source 3 into parallel light.
And a scanner 9 for scanning the parallel light from the optical system 4 in the azimuth direction d shown in FIG. Note that FIG. 7 is a plan view of the automobile 1.

【００３４】前記スキャナ９は、図６に示すように、前
記光学系４からの平行光が照射される斜め４５度の反射
面１０をもつ。このスキャナ９を回転軸ｃのまわりに軸
回転させることにより、前記反射面１０での反射光を前
記方位方向ｄへスキャンさせることができる。As shown in FIG. 6, the scanner 9 has a reflecting surface 10 at an angle of 45 degrees on which the parallel light from the optical system 4 is irradiated. By rotating the scanner 9 about the rotation axis c, the light reflected by the reflection surface 10 can be scanned in the azimuth direction d.

【００３５】図８は、投光器２の他の具体例を示す。こ
の投光器２は、図５の実施例と同様の構成、すなわち光
源３、光学系４、スキャナ９を有する他に、光学系４と
スキャナ９との間の光路上に、光学系４からの平行光を
図９に示す鉛直方向ｅにスキャンする第２のスキャナ１
１を設けたものである。なお図９は、自動車１を側面か
ら見た図である。FIG. 8 shows another specific example of the projector 2. This light projector 2 has the same configuration as that of the embodiment of FIG. 5, that is, it has a light source 3, an optical system 4, and a scanner 9, and is parallel to the optical system 4 on the optical path between the optical system 4 and the scanner 9. Second scanner 1 for scanning light in the vertical direction e shown in FIG.
1 is provided. Note that FIG. 9 is a view of the automobile 1 viewed from the side.

【００３６】この第２のスキャナ１１はフラットな反射
面１２を備えた反射鏡であり、この第２のスキャナ１１
を図８の矢印ｇの方向に傾動させることにより、前記反
射面１２での反射光を前記鉛直方向ｅへスキャンさせる
ことができる。また前記スキャナ９を回転軸ｃのまわり
に軸回転させれば、反射面１０での反射光を前記方位方
向ｄへスキャンさせることもできる。The second scanner 11 is a reflecting mirror having a flat reflecting surface 12, and the second scanner 11
8 is tilted in the direction of arrow g in FIG. 8, the light reflected by the reflecting surface 12 can be scanned in the vertical direction e. Further, when the scanner 9 is rotated about the rotation axis c, the light reflected by the reflecting surface 10 can be scanned in the azimuth direction d.

【００３７】図１０および図１１は、図１の実施例に用
いられる受光器５の具体例を示す。この受光器５は、対
象物での反射光を横方向から入射して下方向へ反射させ
る反射体１４と、この反射体１４での反射光を集光する
光学系６と、この光学系６を経た光を結像させる角度検
出器１３とで構成される。10 and 11 show a concrete example of the light receiver 5 used in the embodiment of FIG. The light receiver 5 includes a reflector 14 that reflects light reflected by an object from a lateral direction and reflects the light downward, an optical system 6 that collects light reflected by the reflector 14, and an optical system 6 of the optical system 6. And an angle detector 13 for forming an image of the light passing through.

【００３８】前記反射体１４は、透明ガラスまたは合成
樹脂製の円筒体であって、一方の端面を内側へ窪ませて
適当な曲率をなす半球状の反射面１５を形成したもので
ある。この反射体１４は外周面より光を入射し、反射面
１５と反対側の端面より光を出射させるが、いずれの方
位からの入射であっても、入射光は前記反射面１５で反
射して下方位置の光学系５へ導かれる。The reflector 14 is a cylindrical body made of transparent glass or synthetic resin, and has one end face recessed inward to form a hemispherical reflecting face 15 having an appropriate curvature. The reflector 14 receives light from the outer peripheral surface and emits light from the end surface opposite to the reflective surface 15, but the incident light is reflected by the reflective surface 15 regardless of the azimuth. It is guided to the optical system 5 at the lower position.

【００３９】前記角度検出器１３は、円周方向に検出分
解能を有するリング形状の光電変換素子であり、この角
度検出器１３上に結像したとき、基準となるＸ軸に対す
る像点Ｑの角度θに応じた電気信号が出力される。この
角度θをつぎの（５）式に代入して演算することにより
対象物までの距離Ｌが求まる。The angle detector 13 is a ring-shaped photoelectric conversion element having a detection resolution in the circumferential direction. When an image is formed on the angle detector 13, the angle of the image point Q with respect to the reference X-axis. An electric signal corresponding to θ is output. The distance L to the object can be obtained by substituting this angle θ into the following equation (5) and calculating.

【００４０】[0040]

【数５】 [Equation 5]

【００４１】図１２は、前記受光器５の他の具体例を示
す。この受光器５は、図５の実施例が固定式であるのに
対し、受光方向をスキャンできる可動式であって、スキ
ャナ１６と光学系６と座標検出器１８とで構成される。FIG. 12 shows another specific example of the light receiver 5. The light receiver 5 is a fixed type in the embodiment of FIG. 5, but is a movable type capable of scanning in the light receiving direction, and is composed of a scanner 16, an optical system 6, and a coordinate detector 18.

【００４２】前記スキャナ１６はフラットな反射面１７
をもつ反射鏡であって、このスキャナ１６を斜め４５度
に傾けた姿勢に保持し、横方向からの入射光を下方の光
学系６の方向へ反射させる。このスキャナ１６を回転軸
ｃのまわりに軸回転させることにより受光方向を全方位
にスキャンできる。The scanner 16 has a flat reflecting surface 17
The scanner 16 holds the scanner 16 at an angle of 45 degrees and reflects incident light from the lateral direction toward the optical system 6 below. By rotating the scanner 16 about the rotation axis c, the light receiving direction can be scanned in all directions.

【００４３】前記座標検出器１８は、Ｘ軸およびＹ軸方
向に検出分解能を有する光電変換素子であり、この座標
検出器１３上に結像したとき、その像点ＱのＸ座標値お
よＹ座標値（ｘ，ｙ）が電気信号として出力される。こ
の像点ＱのＸ座標軸に対する角度をθとすると、この角
度θはつぎの（６）式で与えられ、また前記（５）式を
用いて対象物までの距離Ｌが求められる。The coordinate detector 18 is a photoelectric conversion element having a detection resolution in the X-axis and Y-axis directions, and when an image is formed on the coordinate detector 13, the X-coordinate value of the image point Q and Y. The coordinate value (x, y) is output as an electric signal. When the angle of the image point Q with respect to the X coordinate axis is θ, this angle θ is given by the following equation (6), and the distance L to the object is obtained using the equation (5).

【００４４】[0044]

【数６】 [Equation 6]

【００４５】図１３は、図１の実施例による物体観測方
法を示す。なお図示例では、２個の投光器Ａ１，Ａ２と
して図５の投光器２を、また２個の受光器Ａ１，Ａ２と
して図１０および図１１の受光器５を、それぞれ用いて
あり、観測領域Ｓ１，Ｓ３を同時に、残りの観測領域Ｓ
２，Ｓ４を時間的に遅れて同時に、それぞれ観測する。FIG. 13 shows an object observation method according to the embodiment of FIG. In the illustrated example, the light projector 2 of FIG. 5 is used as the two light projectors A1 and A2, and the light receiver 5 of FIGS. 10 and 11 is used as the two light receivers A1 and A2. Simultaneously with S3, the remaining observation area S
2, S4 are observed simultaneously with a time delay.

【００４６】まず第１の投光器Ａ１を同図のＡ₁₁，
Ａ₁₂，Ａ₁₃，……，Ａ_1nという順で矢印ｈの方向へスキ
ャンしつつ投光する。もしこの間に観測領域Ｓ１に物体
が存在していれば、物体からの反射光は第１の受光器Ｐ
１で受光される。そのときの第１の投光器Ａ１のスキャ
ン角度から物体の方位がわかり、また第１の受光器Ｐ１
の角度検出器１３の出力から前記した（５）式の演算に
より物体までの距離Ｌを算出できる。[0046] First, the first of the projector A1 of FIG. A _11,
The _light is projected while scanning in the direction of arrow h in the order of A ₁₂ , A ₁₃ , ..., A _1n . If an object is present in the observation area S1 during this period, the reflected light from the object is reflected by the first photodetector P.
Light is received at 1. The azimuth of the object can be known from the scan angle of the first light projector A1 at that time, and the first light receiver P1
The distance L to the object can be calculated from the output of the angle detector 13 according to the equation (5).

【００４７】この第１の投光器Ａ１のスキャン動作と同
期させて第２の投光器Ａ２を同図のＡ₂₁，Ａ₂₂，Ａ₂₃，
……，Ａ_2nという順で矢印ｋの方向へスキャンしつつ投
光する。もしこの間に観測領域Ｓ３に物体が存在してい
れば、物体からの反射光は第２の受光器Ｐ２で受光され
る。そのときの第２の投光器Ａ２のスキャン角度から物
体の方位がわかり、また第２の受光器Ｐ２の角度検出器
１３の出力から（５）式の演算により物体までの距離Ｌ
を算出できる。[0047] A ₂₁ in the first scanning operation of the projector A1 and to synchronize the second projector A2 same with FIG., A _22, A _23,
......, A _2n is scanned in this order in the direction of arrow k to project light. If an object is present in the observation area S3 during this time, the reflected light from the object is received by the second light receiver P2. The azimuth of the object can be known from the scan angle of the second light projector A2 at that time, and the distance L to the object can be calculated from the output of the angle detector 13 of the second light receiver P2 by the equation (5).
Can be calculated.

【００４８】第１，第２の各投光器Ａ１，Ａ２の投光方
向が観測領域Ｓ１，Ｓ３の終端角度位置に達したとき、
すなわち投光器Ａ１，Ａ２のスキャン角度でいえば、１
３５度に達したとき、投光器と受光器とを（Ａ１，Ｐ
１）（Ａ２，Ｐ２）の組み合わせから（Ａ１，Ｐ２）
（Ａ２，Ｐ１）の組み合わせに切り換え、引続き観測領
域Ｓ２，Ｓ４についての観測処理へと移行する。When the projecting directions of the first and second projectors A1 and A2 reach the end angular positions of the observation areas S1 and S3,
That is, the scanning angle of the projectors A1 and A2 is 1
When the temperature reaches 35 degrees, the light emitter and the light receiver are turned on (A1, P
1) From the combination of (A2, P2) (A1, P2)
The combination is switched to (A2, P1), and the observation processing for the observation areas S2 and S4 is continued.

【００４９】図１４（１）は第１の投光器Ａ１のスキャ
ン動作を、図１４（２）は第２の投光器Ａ２のスキャン
動作を、それぞれ示す。同図において、横軸には時間の
経過が、縦軸には自動車１の中心から見た方位（図１５
に示す）が、それぞれとってある。なお図１４における
Ｔは、各投光器Ａ１，Ａ２が１８０度スキャンするのに
要する時間である。FIG. 14A shows the scanning operation of the first light projector A1, and FIG. 14B shows the scanning operation of the second light projector A2. In the figure, the horizontal axis represents the passage of time, and the vertical axis represents the azimuth as viewed from the center of the automobile 1 (see FIG.
Are shown). Note that T in FIG. 14 is the time required for each of the light projectors A1 and A2 to scan 180 degrees.

【００５０】第１の投光器Ａ１は、３／４πの方位から
観測を開始するために、最初、第１の受光器Ｐ１の方向
に向けて位置決めされる。第１の投光器Ａ１は第１の受
光器Ｐ１と組になっており、第１の投光器Ａ１がこの初
期位置から１３５度スキャンして１／４πの方位を向い
たとき、組み合わせ対象が第１の受光器Ｐ１から第２の
受光器Ｐ２へと切り換わる。この位置から引続き第１の
投光器Ａ１が１３５度スキャンして７／４πの方位を観
測し終えたとき、スキャンを終了させる。このスキャン
終了時、第１の投光器Ａ１は第２の受光器Ｐ２の方向を
向いている。The first light projector A1 is initially positioned toward the first light receiver P1 in order to start observation from the 3 / 4π azimuth. The first light projector A1 is paired with the first light receiver P1, and when the first light projector A1 scans 135 degrees from this initial position and faces the azimuth of 1 / 4π, the combination target is the first. The light receiver P1 is switched to the second light receiver P2. When the first light projector A1 continues scanning from this position by 135 degrees and observes the azimuth of 7 / 4π, the scanning is terminated. At the end of this scan, the first light projector A1 faces the second light receiver P2.

【００５１】一方、第２の投光器Ａ２は、７／４πの方
位から観測を開始するために、最初、第２の受光器Ｐ２
の方向に向けて位置決めされる。第２の投光器Ａ２は第
２の受光器Ｐ２と組になっており、第２の投光器Ａ２が
この初期位置から１３５度スキャンして５／４πの方位
を向いたとき、組み合わせ対象が第２の受光器Ｐ２から
第１の受光器Ｐ１へと切り換わる。この位置から引続き
第２の投光器Ａ２が１３５度スキャンして３／４πの方
位を観測し終えたとき、スキャンを終了させる。このス
キャン終了時、第２の投光器Ａ２は第１の受光器Ｐ１の
方向を向いている。On the other hand, the second light projector A2 first starts the second light receiver P2 in order to start observation from the azimuth of 7 / 4π.
Is positioned in the direction of. The second light projector A2 is paired with the second light receiver P2, and when the second light projector A2 scans 135 degrees from this initial position and faces the direction of 5 / 4π, the combination target is the second. The light receiver P2 is switched to the first light receiver P1. When the second light projector A2 continues to scan 135 degrees from this position and finishes observing the 3 / 4π azimuth, the scan is terminated. At the end of this scan, the second light projector A2 faces the first light receiver P1.

【００５２】なお、第１の投光器Ａ１が１／４πの方位
の近傍をスキャンしているとき、物体からの反射光が組
み合わせ対象でない受光器にも入射する虞があるが、各
受光器Ｐ１，Ｐ２の受光有効範囲を第１の投光器Ａ１の
スキャン角度に応じて決めることができるから、受光有
効範囲外の他の投光器からの光は電気的または幾何構造
的に除外することが可能である。このことは第２の投光
器Ａ２が５／４πの方位の近傍をスキャンしているとき
も同様である。When the first projector A1 scans in the vicinity of the azimuth of 1 / 4π, there is a possibility that the reflected light from the object may enter the photoreceivers that are not the combination target. Since the effective light receiving range of P2 can be determined according to the scan angle of the first light projector A1, it is possible to electrically or geometrically exclude light from other light projectors outside the effective light receiving range. This is the same when the second light projector A2 scans in the vicinity of the azimuth of 5 / 4π.

【００５３】図１６は、図１３の物体観測方法を実施す
るための制御系２０の回路構成例を示しており、第１，
第２の各スキャン制御部２１，２２と、第１，第２の各
受光点判定部２３，２４と、演算制御部２５とを含む。
なおこの制御系２０の構成は、後述する第２実施例につ
いても適用できる。FIG. 16 shows a circuit configuration example of the control system 20 for implementing the object observation method of FIG.
It includes second scan control units 21 and 22, first and second light receiving point determination units 23 and 24, and a calculation control unit 25.
The configuration of the control system 20 can also be applied to the second embodiment described later.

【００５４】第１，第２の各スキャン制御部２１，２２
は、第１，第２の各投光器Ａ１，Ａ２におけるスキャナ
９を駆動するステッピングモータなどの駆動源や各駆動
源を駆動する駆動信号を生成する駆動回路などを含む。First and second scan control units 21, 22
Includes a drive source such as a stepping motor that drives the scanner 9 in each of the first and second light projectors A1 and A2, and a drive circuit that generates a drive signal that drives each drive source.

【００５５】第１受光点判定部２３は第１の受光器Ｐ１
における角度検出器１３より、また第２受光点判定部２
４は第２の受光器Ｐ２における角度検出器１３より、そ
れぞれ電気信号を入力し、物体からの反射光を受光した
か否かで物体の有無を、また像点Ｑの位置から前記の角
度θを、それぞれ判定する。The first light receiving point determining section 23 is the first light receiving device P1.
From the angle detector 13 and the second light receiving point determination unit 2
Reference numeral 4 indicates whether or not there is an object by inputting an electric signal from the angle detector 13 in the second light receiver P2, whether or not the reflected light from the object is received, and the angle θ from the position of the image point Q. Are respectively determined.

【００５６】演算制御部２５は、第１，第２の各スキャ
ン制御部２１，２２に対し始動信号や停止信号を出力し
て第１，第２の各投光器Ａ１，Ａ２のスキャン動作を一
連に同期制御する。また演算制御部２５は、第１，第２
の各スキャン制御部２１，２２より入力した駆動信号よ
り物体の方位を、また第１，第２の各受光点判定部２
３，２４より入力した判定結果より物体までの距離Ｌ
を、それぞれ算出する。The arithmetic control unit 25 outputs a start signal and a stop signal to the first and second scan control units 21 and 22 to sequentially perform the scanning operation of the first and second projectors A1 and A2. Synchronous control. In addition, the arithmetic control unit 25 has the first and second
Of the object based on the drive signals input from the respective scan control units 21 and 22, and the first and second light receiving point determination units 2
Distance L to the object from the judgment result input from 3 and 24
Are calculated respectively.

【００５７】図１７は、前記演算制御部２５による制御
手順をステップ１〜ステップ１７（図中各ステップを
「ＳＴ」で示す）で示す。同図のステップ１では、第１
の投光器Ａ１については３／４πの方位から観測を開始
するための初期角度位置に、また第２の各投光器Ａ２に
ついては７／４πの方位から観測を開始するための初期
角度位置に、それぞれのスキャナ９を位置決めする。FIG. 17 shows the control procedure by the arithmetic control unit 25 in steps 1 to 17 (each step is indicated by "ST" in the figure). In step 1 of the figure, the first
Of the light projector A1 of the second projector A1 to the initial angular position for starting the observation from the azimuth of 3 / 4π, and for each second projector A2 of the initial angular position to start the observation from the azimuth of 7 / 4π. Position the scanner 9.

【００５８】この初期位置決めが済むと、つぎのステッ
プ２で演算制御部２５は第１，第２の各スキャン制御部
２１，２２へ始動信号を出力し、第１の投光器Ａ１と第
１の受光器Ｐ１との組み合わせで観測領域Ｓ１の観測
を、またこれと同時に第２の投光器Ａ２と第２の受光器
Ｐ２との組み合わせで観測領域Ｓ３の観測を、それぞれ
開始させる。これにより第１，第２の各スキャン制御部
２１，２２は各投光器Ａ１，Ａ２のスキャン動作を実行
させ、また第１，第２の各受光器Ｐ１，Ｐ２は物体から
の反射光の入射に待機する。When this initial positioning is completed, in the next step 2, the arithmetic control unit 25 outputs a start signal to each of the first and second scan control units 21 and 22, and the first light projector A1 and the first light receiving unit are received. The observation of the observation area S1 is started by the combination with the device P1, and the observation area S3 is started by the combination of the second light projector A2 and the second light receiver P2 at the same time. As a result, the first and second scan control units 21 and 22 execute the scan operation of the light projectors A1 and A2, and the first and second light receivers P1 and P2 receive the reflected light from the object. stand by.

【００５９】つぎのステップ３，４では、演算制御部２
５は第１，第２の各投光器Ａ１，Ａ２のスキャン角度が
１３５度になったか否かを判定しており、もしステップ
３の判定が「ＹＥＳ」になると、第１のスキャン制御部
２１へ停止信号を出力して第１の投光器Ａ１と第１の受
光器Ｐ１との組による観測領域Ｓ１の観測を停止させ、
第２の投光器Ａ２のスキャン角度が１３５度になるまで
待機する（ステップ５，６）。In the next steps 3 and 4, the operation control unit 2
Reference numeral 5 determines whether or not the scan angle of each of the first and second projectors A1 and A2 has reached 135 degrees. If the determination in step 3 is "YES", the first scan control unit 21 is instructed. A stop signal is output to stop the observation of the observation region S1 by the set of the first light emitter A1 and the first light receiver P1,
It waits until the scan angle of the second light projector A2 becomes 135 degrees (steps 5 and 6).

【００６０】もしステップ３，４の判定において、ステ
ップ４の判定が「ＹＥＳ」になると、第２のスキャン制
御部２２へ停止信号を出力して第２の投光器Ａ２と第２
の受光器Ｐ２との組による観測領域Ｓ３の観測を停止さ
せ、第１の投光器Ａ１のスキャン角度が１３５度になる
まで待機する（ステップ７，８）。If the determination in step 4 is "YES" in the determinations in steps 3 and 4, a stop signal is output to the second scan control unit 22 and the second projector A2 and the second projector A2 are connected.
The observation of the observation region S3 by the combination with the light receiver P2 is stopped, and the process waits until the scan angle of the first light projector A1 becomes 135 degrees (steps 7 and 8).

【００６１】いずれの投光器Ａ１，Ａ２もスキャン角度
が１３５度になると、つぎのステップ９で演算制御部２
５はつぎに第１の投光器Ａ１と第２の受光器Ｐ２との組
み合わせで観測領域Ｓ２の観測を、またこれと同時に第
２の投光器Ａ２と第１の受光器Ｐ１との組み合わせで観
測領域Ｓ４の観測を、それぞれ開始させる。When the scan angle of any of the light projectors A1 and A2 becomes 135 degrees, the arithmetic control unit 2 is operated at the next step 9.
Next, reference numeral 5 indicates observation of the observation area S2 by the combination of the first light projector A1 and the second light receiver P2, and at the same time, observation of the observation area S4 by the combination of the second light emitter A2 and the first light receiver P1. Start each observation.

【００６２】つぎのステップ１０，１１では、演算制御
部２５は第１，第２の各投光器Ａ１，Ａ２のスキャン角
度が２７０度になったか否かを判定しており、もしステ
ップ１０の判定が「ＹＥＳ」になると、第１のスキャン
制御部２１へ停止信号を出力して第１の投光器Ａ１と第
２の受光器Ｐ２との組による観測領域Ｓ２の観測を停止
させ、第２の投光器Ａ２のスキャン角度が２７０度にな
るまで待機する（ステップ１２，１３）。In the next steps 10 and 11, the arithmetic control unit 25 determines whether or not the scan angle of each of the first and second projectors A1 and A2 has reached 270 degrees. If "YES", a stop signal is output to the first scan control unit 21 to stop the observation of the observation region S2 by the set of the first light projector A1 and the second light receiver P2, and the second light projector A2. It waits until the scan angle of 270 degrees becomes 270 degrees (steps 12 and 13).

【００６３】もしステップ１０，１１の判定において、
ステップ１１の判定が「ＹＥＳ」になると、第２のスキ
ャン制御部２２へ停止信号を出力して第２の投光器Ａ２
と第１の受光器Ｐ１との組による観測領域Ｓ４の観測を
停止させ、第１の投光器Ａ１のスキャン角度が２７０度
になるまで待機する（ステップ１５，１６）。If it is determined in steps 10 and 11,
When the determination in step 11 is “YES”, a stop signal is output to the second scan control unit 22 and the second projector A2
The observation of the observation region S4 by the set of the first light receiver P1 and the first light receiver P1 is stopped, and the process waits until the scan angle of the first light projector A1 becomes 270 degrees (steps 15 and 16).

【００６４】いずれの投光器Ａ１，Ａ２もスキャン角度
が２７０度になると、各投光器と各受光器との組み合わ
せによる観測を停止した後（ステップ１４，１７）、前
記のステップ１へ戻り、第１，第２の各投光器Ａ１，Ａ
２を初期角度位置に位置決めし、再び投光器と受光器と
の組み合わせを切り換えつつ上記と同様の手順が実行さ
れる。When the scanning angle of both the light projectors A1 and A2 becomes 270 degrees, the observation by the combination of each light projector and each light receiver is stopped (steps 14 and 17), and then the process returns to the above step 1 and the Second light projectors A1, A
2 is positioned at the initial angular position, and the same procedure as above is executed while switching the combination of the light projector and the light receiver again.

【００６５】なお、第１，第２の各投光器Ａ１，Ａ２を
一定の角速度で完全に同期させて連続回転させ、死角と
なる９０度の間は観測を行わないよう制御してもよい。The first and second light projectors A1 and A2 may be continuously rotated at a constant angular velocity in synchronization with each other so that observation is not performed during the dead angle of 90 degrees.

【００６６】図１８は、第１，第２の各受光器Ｐ１，Ｐ
２として図１２の可動式の受光器５を用いたときの物体
観測方法を示す。なお図１８には、第１の投光器Ａ１と
第１の受光器Ｐ１との組についてのみ示してあるが、第
２の投光器Ａ２と第２の受光器Ｐ２との組についても同
様である。FIG. 18 shows the first and second photodetectors P1 and P.
2 shows an object observing method when the movable light receiver 5 of FIG. 12 is used. Although FIG. 18 shows only the set of the first light projector A1 and the first light receiver P1, the same applies to the set of the second light projector A2 and the second light receiver P2.

【００６７】同図中、２６はある投光角度における第１
の投光器Ａ１の投光軸であって、第１の受光器Ｐ１によ
りこの投光軸２６上をスキャンする。第１の受光器Ｐ１
のスキャンの周期は第１の投光器Ａ１のスキャンの周期
より短く設定してあり、これにより投光軸２６上のどこ
に物体が存在していても、その物体からの反射光を第１
の受光器Ｐ１で観測できる。なお第１の受光器Ｐ１のス
キャン角度範囲は第１の投光器Ａ１のスキャン角度に応
じて幾何学的に容易に求めることができる。In the figure, reference numeral 26 is the first at a certain projection angle.
The light-projecting axis of the light-projecting device A1 is scanned by the first light-receiving device P1. First light receiver P1
Is set to be shorter than the scan cycle of the first light projector A1, and therefore, no matter where the object is present on the light projecting axis 26, the reflected light from the object is first reflected.
It can be observed with the light receiver P1. The scan angle range of the first light receiver P1 can be geometrically easily determined according to the scan angle of the first light projector A1.

【００６８】また図示例では、投光器があるスキャン角
度にある場合において、その投光軸上を受光器によりス
キャンしているが、受光器があるスキャン角度にある場
合において、その受光軸上を投光器によりスキャンする
ようにしてもよい。In the illustrated example, when the light projector is at a certain scan angle, the light receiving axis scans the light projecting axis. However, when the light receiver is at the certain scan angle, the light receiving axis is projected on the light receiving axis. You may make it scan by.

【００６９】このように第１，第２の各受光器Ｐ１，Ｐ
２として可動式の受光器５を用いた場合、図１９に示す
ように、観測領域Ｓ１内に物体が存在しないと判断した
時点で、それ以後は自動車１の進行方向ａに対し、その
観測領域Ｓ１中の最も離れた遠方領域２７（図中、斜線
で示す）のみを観測対象領域として第１の受光器Ｐ１の
スキャン角度範囲を設定すればよい。これにより前記遠
方領域２７の内側を観測する必要がなくなるから、観測
時間の短縮と精密化をはかることができる。また観測領
域Ｓ１内に物体が存在する判断したときは、その物体の
近傍と前記の遠方領域２７とに観測対象領域を絞ること
になる。As described above, the first and second photodetectors P1 and P
When the movable photodetector 5 is used as 2, as shown in FIG. 19, when it is determined that there is no object in the observation area S1, thereafter, the observation area with respect to the traveling direction a of the automobile 1 The scan angle range of the first light receiver P1 may be set with only the farthest distant region 27 (indicated by diagonal lines in the figure) in S1 as the observation target region. As a result, it is not necessary to observe the inside of the distant region 27, so that the observation time can be shortened and the precision can be improved. When it is determined that an object exists in the observation area S1, the observation target area is narrowed to the vicinity of the object and the distant area 27.

【００７０】図２０は、この発明の他の実施例にかかる
物体観測装置の実施状況を示す。図２０は、自動車１を
平面的に見た図であり、この自動車１の四隅、すなわち
前部の右隅位置に投光器Ａ１と受光器Ｐ１との組より成
る第１の投受光器Ａ１Ｐ１が、前部の左隅位置に投光器
Ａ２と受光器Ｐ２との組より成る第２の投受光器Ａ２Ｐ
２が、後部の右隅位置に投光器Ａ３と受光器Ｐ３との組
より成る第３の投受光器Ａ３Ｐ３が、後部の左隅位置に
投光器Ａ４と受光器Ｐ４との組より成る第４の投受光器
Ａ４Ｐ４が、それぞれ配備してある。FIG. 20 shows an implementation state of an object observation apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 20 is a plan view of the automobile 1, in which the first light-emitter / receiver A1P1 including a set of the light-emitter A1 and the light-receiver P1 is provided at the four corners of the automobile 1, that is, the right corners of the front portion. A second light emitter / receiver A2P including a set of a light emitter A2 and a light receiver P2 at the front left corner position.
A third light emitter / receiver A3P3 is composed of a set of a light emitter A3 and a light receiver P3 at the rear right corner position, and a fourth light emitter / receiver is composed of a light emitter A4 and light receiver P4 at the rear left corner position. Containers A4P4 are provided respectively.

【００７１】図２１は、図２０の実施例に用いられる投
受光器３０の具体例を示す。この投受光器３０は、投光
器３１と受光器３２とが一体化された構成のものであ
り、ＬＥＤ，ＬＤなどの光源３３と、光源３３からの光
を平行光とする第１の光学系３４と、光学系３４からの
平行光をスキャンしかつ対象物からの反射光を下方へ導
くスキャナ３５と、スキャナ３５からの光を集光する第
２の光学系３６と、この第２の光学系３６を経た光を結
像させる位置検出器３７とで構成される。FIG. 21 shows a concrete example of the light emitter / receiver 30 used in the embodiment of FIG. The light projecting / receiving device 30 has a structure in which a light projecting device 31 and a light receiving device 32 are integrated, and includes a light source 33 such as an LED or an LD, and a first optical system 34 for collimating light from the light source 33 into parallel light. A scanner 35 that scans parallel light from the optical system 34 and guides reflected light from an object downward, a second optical system 36 that collects light from the scanner 35, and the second optical system. And a position detector 37 that forms an image of the light that has passed through 36.

【００７２】前記スキャナ３５は、反対方向に斜め４５
度に傾斜しかつ同方向に向く一対の反射面３８，３９を
有しており、このスキャナ３５を回転軸ｃのまわりに軸
回転させることにより反射面３８での反射光を前記の方
位方向ｄへスキャンさせることができる。The scanner 35 is slanted 45 in the opposite direction.
It has a pair of reflecting surfaces 38 and 39 that are inclined at an angle and face in the same direction. By rotating the scanner 35 about the rotation axis c, the light reflected by the reflecting surface 38 is reflected in the azimuth direction d. Can be scanned to.

【００７３】前記光源３３と第１の光学系３４とスキャ
ナ３５の一方の反射面３８とで投光器３１が、またスキ
ャナ３５の他方の反射面３９と第２の光学系３６と位置
検出器３７とで受光器３２が、それぞれ構成されること
になる。The light source 33, the first optical system 34, and one reflecting surface 38 of the scanner 35 constitute the light projector 31, and the other reflecting surface 39 of the scanner 35, the second optical system 36, and the position detector 37. Thus, the light receivers 32 are respectively configured.

【００７４】図２２は、投受光器３０の他の具体例を示
す。この投受光器３０も、投光器３１と受光器３２とを
一体化した構成のものであり、光源３３と、光源３３か
らの光を平行光とする第１の光学系３４と、第１の光学
系３４からの平行光は下方へ反射させかつ下方からの光
は透過させるハーフミラー４０と、ハーフミラー４０で
の反射光をスキャンしかつ対象物からの反射光を上方の
ハーフミラー４０へ導くスキャナ４１と、ハーフミラー
４０の透過光を集光する第２の光学系３６と、この第２
の光学系３６を経た光を結像させる位置検出器３７とで
構成される。FIG. 22 shows another specific example of the light emitter / receiver 30. This projector / receiver 30 also has a configuration in which a projector 31 and a receiver 32 are integrated, and includes a light source 33, a first optical system 34 for collimating the light from the light source 33 into parallel light, and a first optical system. A half mirror 40 that reflects the parallel light from the system 34 downward and transmits the light from the lower side, and a scanner that scans the reflected light from the half mirror 40 and guides the reflected light from the object to the upper half mirror 40. 41, a second optical system 36 that collects the light transmitted through the half mirror 40, and the second optical system 36.
And a position detector 37 that forms an image of light that has passed through the optical system 36.

【００７５】前記スキャナ４１は、斜め４５度に傾斜す
るフラットな反射面４２を有する反射鏡であって、この
スキャナ４１を回転軸ｃのまわりに軸回転させることに
より、反射面４２での反射光を前記の方位方向ｄへスキ
ャンさせることができる。The scanner 41 is a reflecting mirror having a flat reflecting surface 42 that is inclined at an angle of 45 degrees. By rotating the scanner 41 about the rotation axis c, the light reflected by the reflecting surface 42 is reflected. Can be scanned in the azimuth direction d.

【００７６】前記光源３３と第１の光学系３４とハーフ
ミラー４０とスキャナ４１とで投光器３１が、またスキ
ャナ４１とハーフミラー４０と第２の光学系３６と位置
検出器３７とで受光器３２が、それぞれ構成されること
になる。The light source 33, the first optical system 34, the half mirror 40 and the scanner 41 form the light projector 31, and the scanner 41, the half mirror 40, the second optical system 36 and the position detector 37 form the light receiver 32. Will be configured respectively.

【００７７】図２０の第２実施例は、いずれか２組の送
受波器を用いた複数種の観測方法のうち、観測対象の種
類に応じた観測方法を選択できるよう構成されたもので
ある。The second embodiment of FIG. 20 is configured so that an observation method can be selected according to the type of the observation target from among a plurality of types of observation methods using any two sets of the transmitters and receivers. .

【００７８】昼間の時間帯に周辺の自動車や障害物を観
測するような場合は、例えば第１，第４の各投受光器Ａ
１Ｐ１，Ａ４Ｐ４における各投光器Ａ１，Ａ４と、第
２，第３の各投受光器Ａ２Ｐ２，Ａ３Ｐ３における各受
光器Ｐ２，Ｐ３とを用いて、図１の第１実施例と同様の
方法による第１の観測方法を選択する。なおこの第１の
観測方法については説明済みであり、ここでは説明を繰
り返さない。In the case of observing an automobile or an obstacle in the vicinity in the daytime, for example, the first and the fourth projectors / receivers A are used.
1st by the method similar to 1st Example of FIG. 1 using each light-emitter A1, A4 in 1P1, A4P4, and each light-receiver P2, P3 in each 2nd, 3rd light-emitter / receiver A2P2, A3P3. Select the observation method of. Note that the first observation method has already been described, and the description will not be repeated here.

【００７９】また夜間の時間帯に後方車のヘッドライト
を観測するような場合は、自動車１の後部の第３，第４
の各投受光器Ａ３Ｐ３，Ａ４Ｐ４における各受光器Ｐ
３，Ｐ４を用いて、図２３に示す第２の観測方法（詳細
は後述する）を選択する。When observing the headlights of a rear vehicle during the nighttime, the third, fourth parts of the rear part of the automobile 1 may be observed.
Of each of the light-emitters A3P3 and A4P4
The second observation method (details will be described later) shown in FIG. 23 is selected using P3 and P4.

【００８０】さらに夜間の時間帯に前方車や路肩のリフ
レクタを観測するような場合は、自動車１の前部の第
１，第２の各投受光器Ａ１Ｐ１，Ａ２Ｐ２における各投
光器Ａ１，Ａ２および各受光器Ｐ１，Ｐ２を用いて、図
２４に示す第３の観測方法（詳細は後述する）を選択す
る。Further, when observing a vehicle ahead or a reflector on the road shoulder during the nighttime, the projectors A1, A2 and the projectors A1, A2 and the projectors A1P1, A2P2 in the front part of the automobile 1 are observed. The third observation method (details will be described later) shown in FIG. 24 is selected using the photodetectors P1 and P2.

【００８１】図２３において、Ｐ３は自動車１の後部の
第３の投受光器Ａ３Ｐ３における受光器、Ｐ４は自動車
１の後部の第４の投受光器Ａ４Ｐ４における受光器であ
り、３６，３７が各受光器Ｐ３，Ｐ４の第２の光学系お
よび位置検出器（図２１参照）である。４３は後方車の
ヘッドライトであり、このヘッドライト４３からの光は
各受光器Ｐ３，Ｐ４の光学系３６を経て位置検出器３７
上に結像する。In FIG. 23, P3 is a light receiver in the third light emitter / receiver A3P3 at the rear of the automobile 1, P4 is a light receiver in the fourth light emitter / receiver A4P4 at the rear of the automobile 1, and 36 and 37 are respectively The second optical system of the light receivers P3 and P4 and the position detector (see FIG. 21). Reference numeral 43 denotes a headlight of a rear vehicle. Light from the headlight 43 passes through an optical system 36 of each of the light receivers P3 and P4 and a position detector 37.
Image on top.

【００８２】前記ヘッドライト４３までの距離Ｌは、各
受光器Ｐ３，Ｐ４における光学系３６，３６のレンズ中
心間距離をＢ、各光学系３６の焦点距離をｆ、各位置検
出器３７の出力の相関をとって得られる位置ずれ量Δｘ
（つぎの（７）式が成立するときのΔｘ）とすると、つ
ぎの（８）式で与えられる。The distance L to the headlight 43 is B, the distance between the lens centers of the optical systems 36 and 36 in each of the light receivers P3 and P4, f the focal length of each optical system 36, and the output of each position detector 37. The positional deviation amount Δx obtained by taking the correlation of
(Δx when the following expression (7) is satisfied) is given by the following expression (8).

【００８３】[0083]

【数７】 [Equation 7]

【００８４】[0084]

【数８】 [Equation 8]

【００８５】なお（７）式において、ｆ₁(ｘ），ｆ
₂(ｘ）は各位置検出器３７の座標ｘにおける出力値であ
る。In equation (7), f ₁ (x), f
₂ (x) is an output value at the coordinate x of each position detector 37.

【００８６】つぎに図２４において、Ａ１Ｐ１，Ａ２Ｐ
２は自動車１の前部の第１，第２の各投受光器であり、
また４４は前方車または路肩のリフレクタである。第１
の投受光器Ａ１Ｐ１の投光器Ａ１を発した光はリフレク
タ４４で反射してその投光軸上を逆進した後、投受光器
Ａ１Ｐ１の受光器Ｐ１にて受光される。Next, referring to FIG. 24, A1P1, A2P
2 is each of the first and second light-emitters and receivers on the front of the automobile 1,
Reference numeral 44 is a front vehicle or a road shoulder reflector. First
The light emitted from the light projecting device A1 of the light projecting / receiving device A1P1 is reflected by the reflector 44 and travels backward on its projection axis, and then is received by the light receiving device P1 of the light projecting / receiving device A1P1.

【００８７】このときの第１の投光器Ａ１の投光角をα
とすると、第２の投受光器Ａ２Ｐ２の投光器Ａ２を投光
角αの投光軸上をスキャンする。投光角がβのとき、前
記投光器Ａ２を発した光がリフレクタ４４で反射して、
その投受光器Ａ２Ｐ２の受光器Ｐ２にて受光される。At this time, the projection angle of the first projector A1 is α
Then, the projector A2 of the second projector / receiver A2P2 is scanned on the projection axis of the projection angle α. When the projection angle is β, the light emitted from the projector A2 is reflected by the reflector 44,
The light is received by the light receiver P2 of the light emitter / receiver A2P2.

【００８８】この場合、リフレクタ４４までの距離Ｌ
は、各受光器Ｐ１，Ｐ２における光学系３６，３６のレ
ンズ中心間距離をＢとすると、つぎの（９）式で与えら
れる。In this case, the distance L to the reflector 44
Is given by the following equation (9), where B is the distance between the lens centers of the optical systems 36, 36 in the respective light receivers P1, P2.

【００８９】[0089]

【数９】 [Equation 9]

【００９０】上記の第１〜第３の観測方法は、運転者が
スイッチ操作で自由に選択するようにしてもよいが、こ
れらの観測方法を前記制御系２０の制御下で自動的に順
次切り換えるようにしてもよい。なお上記の各実施例で
は、観測の媒体として光を用いているが、これに限ら
ず、電波や超音波などを用いることも可能である。The above-mentioned first to third observation methods may be freely selected by the driver by operating a switch, but these observation methods are automatically and sequentially switched under the control of the control system 20. You may do it. Although light is used as an observation medium in each of the above embodiments, the present invention is not limited to this, and radio waves or ultrasonic waves may be used.

【００９１】[0091]

【発明の効果】この発明は上記の如く、少なくともいず
れか一方が複数である送波器と受波器とを交互に配置し
て観測系を構成すると共に、異なる観測領域に対して送
波器と受波器との組み合わせを切り換えて、三角測量に
基づいて物体観測を行うようにしたから、送波器と受波
器とが少なくて済み、装置の製作コストを低減できる。As described above, the present invention configures an observation system by alternately arranging a plurality of wave transmitters and wave receivers, at least one of which is a plurality, and a wave transmitter for different observation areas. Since the object observation is performed based on triangulation by switching the combination of the wave receiver and the wave receiver, the number of wave transmitters and wave receivers can be reduced, and the manufacturing cost of the device can be reduced.

【００９２】また請求項２にかかる物体観測装置は、２
個ずつの送波器と受波器とで観測系を構成して、各送波
器および各受波器を観測系の四隅位置に配置し、請求項
３の発明では、送波器として観測領域内をスキャン可能
な可動式のものを、また前記受波器として周方向からの
受波が可能な固定式のものを、それぞれ用い、また請求
項４の発明では、前記送波器として観測領域内をスキャ
ン可能な可動式のものを、また前記受波器として送波器
の送波軸上をスキャン可能な可動式のものを、それぞれ
用いたから、２組の送波器と受波器との組をもって全方
位の観測が可能であり、しかも三角測量の基線長を大き
くとれるから、精度の良い方位および位置計測が可能と
なる。The object observing apparatus according to claim 2 is 2
An observation system is configured by individual wave transmitters and wave receivers, and each wave transmitter and each wave receiver are arranged at four corners of the observation system. A movable type capable of scanning the area and a fixed type capable of receiving waves from the circumferential direction are used as the wave receiving device, respectively, and in the invention of claim 4, observation is made as the wave transmitting device. Since a movable type that can scan the area and a movable type that can scan the transmission axis of the wave transmitter as the wave receiver are used, two sets of wave transmitter and wave receiver are used. With this combination, it is possible to observe all directions, and since the base line length of triangulation can be made large, it is possible to measure the direction and position with high accuracy.

【００９３】特に請求項４にかかる物体観測装置では、
観測領域内に物体が観測されなかったとき、それ以後
は、観測領域内の最も遠い領域のみを観測すればよく、
無駄な処理を省くことができる。Particularly, in the object observation device according to claim 4,
When an object is not observed in the observation area, only the farthest area in the observation area may be observed thereafter.
Useless processing can be omitted.

【００９４】請求項５の発明は、送波器と受波器との組
より成る送受波器を複数組配置して観測系を構成し、２
組の送受波器を用いた複数種の観測方法のうち観測対象
の種類に応じた観測方法を選択すると共に、異なる観測
領域に対して２組の送受波器の組み合わせを切り換える
ようにしたから、光学的な特性が相違する種類の異なる
対象物であっても、観測が可能であり、見落としが生じ
る虞はない。According to a fifth aspect of the present invention, an observation system is configured by arranging a plurality of sets of transmitters / receivers each including a set of a transmitter and a receiver.
Since the observation method according to the type of the observation target is selected from among the multiple types of observation methods using the set of transducers, and the combination of the two sets of transducers is switched for different observation areas, Even different types of objects with different optical characteristics can be observed and there is no risk of oversight.

【００９５】請求項６の発明は、観測対象の種類に応じ
て、送波器と受波器、受波器と受波器、送受波器と送受
波器のいずれか組み合わせで観測を行い、しかも送波器
と受波器とを組み合わせる場合は、異なる観測領域に対
して組み合わせを切り換えるようにしたから、自動車に
ついては、昼間の通常の観測のみならず、夜間の観測、
とりわけヘッドライトやリフレクタを観測対象とする場
合であっても観測が可能であるなど、幾多の顕著を効果
を奏する。According to a sixth aspect of the present invention, the observation is performed with any combination of a wave transmitter and a wave receiver, a wave receiver and a wave receiver, and a wave transmitter and a wave receiver according to the type of the observation target. Moreover, when a transmitter and a receiver are combined, the combination is switched to different observation areas, so that not only ordinary observations during the daytime but also nighttime observations for automobiles are possible.
In particular, even when headlights or reflectors are the target of observation, observation is possible, and many remarkable effects are achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の一実施例にかかる物体観測装置の実
施状況を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an implementation status of an object observation device according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１の実施例における各観測領域を示す説明図
である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing each observation region in the embodiment of FIG.

【図３】三角測量の原理を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the principle of triangulation.

【図４】三角測量の原理を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the principle of triangulation.

【図５】投光器の具体例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a specific example of a light projector.

【図６】図５の投光器におけるスキャナの構造を示す縦
断面図である。6 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a scanner in the projector shown in FIG.

【図７】スキャンにおける方位方向を示す平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view showing an azimuth direction in scanning.

【図８】投光器の他の具体例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing another specific example of the light projector.

【図９】スキャンにおける鉛直方向を示す側面図であ
る。FIG. 9 is a side view showing a vertical direction in scanning.

【図１０】受光器の具体例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a specific example of a light receiver.

【図１１】図１０の受光器の構成を示す斜面図である。11 is a perspective view showing the configuration of the light receiver of FIG.

【図１２】受光器の他の具体例を示す斜面図である。FIG. 12 is a perspective view showing another specific example of the light receiver.

【図１３】図１の実施例による物体観測方法を示す説明
図である。13 is an explanatory diagram showing an object observation method according to the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図１４】第１，第２の各投光器のスキャン動作を示す
説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a scan operation of each of the first and second light projectors.

【図１５】自動車から見た方位を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a direction as viewed from an automobile.

【図１６】制御系の回路構成例を示すブロック図であ
る。FIG. 16 is a block diagram showing a circuit configuration example of a control system.

【図１７】演算制御部による制御手順を示すフローチャ
ートである。FIG. 17 is a flowchart showing a control procedure by the arithmetic control unit.

【図１８】可動式の受光器を用いたときの物体観測方法
を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing an object observing method when a movable light receiver is used.

【図１９】可動式の受光器を用いたときの物体観測方法
を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing an object observing method when a movable light receiver is used.

【図２０】この発明の他の実施例にかかる物体観測装置
の実施状況を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing an implementation status of an object observation device according to another embodiment of the present invention.

【図２１】図２０の実施例に用いられる投受光器の具体
例を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing a specific example of a light emitter / receiver used in the embodiment of FIG. 20.

【図２２】投受光器の他の実施例を示す説明図である。FIG. 22 is an explanatory diagram showing another embodiment of the light emitter / receiver.

【図２３】図２０の実施例における第２の観測方法を示
す説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram showing a second observation method in the example of FIG. 20.

【図２４】図２０の実施例における第３の観測方法を示
す説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram showing a third observation method in the example of FIG. 20.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ａ１，Ａ２，２ 投光器 Ｐ１，Ｐ２，５ 受光器 ２０ 制御系 Ａ１Ｐ１，Ａ２Ｐ２，Ａ３Ｐ３，Ａ４Ｐ４ 投受光器 A1, A2, 2 Emitter P1, P2, 5 Light receiver 20 Control system A1P1, A2P2, A3P3, A4P4 Emitter / receiver

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 送波器と受波器とを組み合わせて三角測
量に基づく観測系が構成される物体観測装置であって、 少なくともいずれか一方が複数である送波器と受波器と
が交互に配置された観測系と、 異なる観測領域に対して送波器と受波器との組み合わせ
を切り換える制御系とを備えて成る物体観測装置。1. An object observing device in which an observation system based on triangulation is constructed by combining a transmitter and a wave receiver, wherein at least one of the wave transmitter and the wave receiver is plural. An object observing device comprising alternating observation systems and a control system that switches the combination of transmitters and receivers for different observation areas. 【請求項２】 前記観測系は送波器と受波器とを２個づ
つ有し、各送波器および各受波器は観測系の四隅位置に
配置されている請求項１に記載された物体観測装置。2. The observation system has two transmitters and two receivers, and each transmitter and each receiver are arranged at four corners of the observation system. Object observation device. 【請求項３】 前記送波器は観測領域内をスキャン可能
な可動式であり、前記受波器は周方向からの受波が可能
な固定式である請求項１または請求項２に記載された物
体観測装置。3. The wave transmitter according to claim 1 or 2, wherein the wave transmitter is a movable type capable of scanning an observation region, and the wave receiver is a fixed type capable of receiving a wave in a circumferential direction. Object observation device. 【請求項４】 前記送波器は観測領域内をスキャン可能
な可動式であり、前記受波器は送波器の送波軸上をスキ
ャン可能な可動式である請求項１または２に記載された
物体観測装置。4. The wave transmitter according to claim 1 or 2, wherein the wave transmitter is movable so as to scan within an observation region, and the wave receiver is movable so as to scan along a wave transmission axis of the wave transmitter. Object observation device. 【請求項５】 送波器と受波器とを組み合わせて三角測
量に基づく観測系が構成される物***置観測装置であっ
て、送波器と受波器との組より成る送受波器が複数組配
置された観測系と、 ２組の送受波器を用いた複数種の観測方法のうち観測対
象の種類に応じた観測方法を選択すると共に、異なる観
測領域に対して２組の送受波器の組み合わせを切り換え
る制御系とを備えて成る物体観測装置。5. An object position observing device in which an observation system based on triangulation is constructed by combining a wave transmitter and a wave receiver, wherein the wave transmitter / receiver comprises a set of the wave transmitter and the wave receiver. Select the observation method according to the type of the observation target from among the multiple types of observation methods that use multiple sets of observation systems and two sets of transmitters / receivers, and transmit / receive two sets of waves for different observation areas. Object observation apparatus comprising a control system for switching the combination of vessels. 【請求項６】前記制御系は、観測対象の種類に応じて、
いずれか送受波器の送波器と他の送受波器の受波器とを
組み合わせて用いる第１の観測方法と、いずれか送受波
器の受波器と他の送受波器の受波器とを組み合わせて用
いる第２の観測方法と、いずれか送受波器の送波器およ
び受波器と他の送受波器の送波器および受波器とを組み
合わせて用いる第３の観測方法とのいずれかを選択する
と共に、第１の観測方法が選択されたとき、異なる観測
領域に対して２組の送受波器の組み合わせを切り換える
ようにした請求項５に記載された物体観測装置。6. The control system, according to the type of observation target,
A first observing method using any one of the wave transmitters and the wave receivers of the other wave transmitters and receivers, and the wave receiver of any one of the wave receivers and the wave receivers of other wave receivers And a third observation method in which any one of the transmitter / receiver of the transmitter / receiver and the transmitter / receiver of another transmitter / receiver is used in combination 6. The object observation apparatus according to claim 5, wherein when any one of the above is selected and the first observation method is selected, the combination of the two sets of transducers is switched to different observation areas.