JPH1010233A - レーザ式障害物検知方法およびセンサ - Google Patents

レーザ式障害物検知方法およびセンサ

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JPH1010233A
JPH1010233A JP8182814A JP18281496A JPH1010233A JP H1010233 A JPH1010233 A JP H1010233A JP 8182814 A JP8182814 A JP 8182814A JP 18281496 A JP18281496 A JP 18281496A JP H1010233 A JPH1010233 A JP H1010233A
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Koji Oka
浩司 岡
Masushirou Hisatani
益士郎 久谷
Hiroshi Imagami
博司 今上
Toru Takehara
亨 竹原
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 特に無人搬送台車（ＡＧＶ）に搭載するのに
有効であり、レーザ式障害物検知方法およびセンサを提
供する。 【解決手段】 レーザ光源から照射されたレーザ光を投
光ミラーを介してケーシング外部に照射し、障害物等か
らの反射光を受光ミラーを介して受光素子に入射させる
ことにより、障害物の有無を検出するセンサである。ケ
ーシングに間隔をおいて投光ミラーを対面配置した投光
窓と、受光ミラーを対面配置した受光窓を形成して投光
窓からの直接反射光の受光を阻止する。両ミラーを当該
ミラー間に設置された同一のモータの回転軸に取り付け
し、投光ミラーと受光ミラーとを同期回転可能とし、投
光ミラーの反射面を介してケーシング外部に照射される
光軸を水平線より上向きに設定して、投光レーザをすり
鉢状に周回照射させる。反射光強度の検出により障害物
の有無判定をなす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ式障害物検知
方法およびセンサに係り、特に車両に搭載して走行領域
での障害物を検知する際に、降雨や降雪などの本来障害
物でないものを障害物として誤検知することを有効に阻
止することができるようにしたレーザ式障害物検知方法
およびセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、予め路面に誘導線を敷設し、そ
の誘導線から出力される誘導信号を検出しながら誘導線
に沿って定められた走路を自動的に走行する電磁誘導式
無人搬送車（特公平４−６７６４１号公報）や、道路上
に敷設された白線と搬送台車との相対変位量をＣＣＤカ
メラで検出し、この相対変位量に基づき搬送台車を白線
に沿って走行させる車両用自動運転装置（特開平４−２
７３３１号）などが無人搬送台車の自動運転システムと
して知られている。
【０００３】また、誘導線を走行基準線の全ラインに敷
設することはコスト面で制約があったり、誘導線の上を
車両等が通行することにより断線故障があるなどして不
都合が多いため、走行基準線に磁石からなる標識体を一
定間隔で埋設し、これを検知しながら走行誘導するシス
テムが提案されている（特開平３−１７７９０５号公
報）。これは磁石を定間隔をおいて埋設した走行経路を
形成し、個々の磁石の磁力を検出することによって位置
ずれを算出するセンサを車体に取付けるようにしてい
る。そして、車体には方位センサを設け、隣接磁石間で
予め設定された方位情報との偏差を算出することによっ
て、目的の経路に沿って自動走行させるようにしたもの
である。
【０００４】ところで、自動走行の無人搬送台車では、
上述のような規定された走行経路に沿って移動する際
に、走行経路上に障害物の存在を認めたときには自動停
止などの処理を行わせることが重要であり、このための
障害物検知センサが設けられている。この種のセンサと
して従来から超音波を照射する方式やミリ波を照射する
方式のものが知られているが、応答性が低く、一点のみ
の検出しかできず、また、人間を検出できないことや、
降雨・降雪時に感度が低下したり、ノイズを拾ってしま
う等の問題があり、最近では、指向性が高く長距離でも
高分解能をもち、更に人間も確実に検出などのことか
ら、レーザ光を用いた障害物検知センサが用いられる傾
向にある。このようなレーザ式センサは、光源から発射
されるレーザを台車の側方に照射し、走行経路範囲にあ
る障害物体からの反射光を検出して距離を演算し、接近
距離の程度に応じて台車の走行を停止する等の処理を行
うものである。従来のレーザ式障害物検知センサはケー
シングに送受光窓を設け、レーザ光を投光ミラーを通じ
て当該窓から外部に照射し、反射光を同じ窓からハーフ
ミラーを通じて検出しつつ、光電素子に入力するものと
され、照射から反射光受光までの時間を演算して距離を
算出するようにしている。そして、降雨時などにおいて
雨滴を障害物として検知することのないように、反射光
強度を検出する方法が採られており、一定の閾値以上の
反射光強度がある場合の信号のみを障害物として検出す
るようにしているのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザ式障害物検知センサでは、特に雨滴からの反射光
強度は弱いという観点に立脚して一定の強度以上の反射
光を検出した場合にのみ障害物として検出する方法を採
用しているものの、降雨時に雨滴をゴーストとして検出
してしまうことを確実に防止できない欠点があった。ま
た、レーザ光の投光部と受光部となっている窓には、ア
クリル樹脂等の光を通す保護板が取り付けられている
が、この保護板に雨滴等が付着した場合、付着水滴によ
りレーザ光が屈折し、センサを搭載している車体自体を
障害物として検出したり、付着水滴からの反射光が直接
受光されて誤認識する問題があった。更に、この種のセ
ンサが必要とされる無人搬送台車等では、搭載貨物の偏
荷重により車体が傾斜したり、あるいは走行中の振動に
より、走行路面を障害物として検知するような事態を生
じており、これは実験的に降雨時に多く発生している問
題もあった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点に着目し、特
に無人搬送台車（ＡＧＶ）に搭載するのに有効であり、
雨滴等を障害物として誤検出することのないレーザ式障
害物検知方法およびセンサを得ることを目的としてい
る。また、第２にはレーザ光の送受光窓への付着水滴に
よる誤検出を防止できるレーザ式障害物検知方法および
センサを得ることを目的としている。更に、第３には、
走行路面を障害物として誤検出することを防止できるレ
ーザ式障害物検知方法およびセンサを得ることを目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るレーザ式障害物検知方法は、レーザ光
源から照射されたレーザ光を投光ミラーを介してケーシ
ング外部に照射し、障害物等からの反射光を受光ミラー
を介して受光素子に入射させることにより、障害物の有
無を検出するセンサを用いた障害物検知方法において、
前記受光素子に入力される受光信号と、予め検出距離に
対する光強度の相関関係により決定される閾値とを比較
し、当該閾値より大きい反射光強度が検出されるとき
に、受光信号と投光信号とに基づき障害物等までの検出
距離を演算出力させることにより、障害物の有無判定を
なすように構成したものである。
【０００８】また、本発明に係るレーザ式障害物検知セ
ンサは、レーザ光源から照射されたレーザ光を投光ミラ
ーを介してケーシング外部に照射し、障害物等からの反
射光を受光ミラーを介して受光素子に入射させることに
より、障害物の有無を検出するセンサにおいて、前記ケ
ーシングに間隔をおいて投光窓と受光窓を形成するとと
もに、前記投光窓に投光ミラーを対面配置し、かつ前記
受光窓に受光ミラーを対面配置することにより前記投光
窓からの直接反射光の受光を阻止し、前記両ミラーを当
該ミラー間に設置された同一のモータの回転軸に取り付
けし、投光ミラーと受光ミラーとを同期回転可能とした
ことを特徴としている。
【０００９】この場合において、前記投光ミラーの反射
面を介してケーシング外部に照射される光軸を水平線よ
り上向きに設定し、投光レーザをすり鉢状に周回照射さ
せるようにできる。
【００１０】また、レーザ光源から照射されたレーザ光
を投光ミラーを介してケーシング外部に照射し、障害物
等からの反射光を受光ミラーを介して受光素子に入射さ
せることにより、障害物の有無を検出するセンサにおい
て、前記受光ミラーの受光反射面を前記受光素子に反射
する平板反射部と曲率を変化させた湾曲反射面とを有す
る複合反射面により構成したことを特徴としている。
【００１１】更に、レーザ光源から照射されたレーザ光
を投光ミラーを介してケーシング外部に照射し、障害物
等からの反射光を受光ミラーを介して受光素子に入射さ
せることにより、障害物の有無を検出するセンサにおい
て、前記受光素子による受光信号を光電変換する受光回
路と、予め検出距離に対する光強度の相関関係により閾
値を設定している閾値設定回路と、前記受光回路からの
反射光強度出力と前記閾値設定回路からの受光時閾値出
力信号とを比較し反射光強度出力が受光時閾値出力より
大きい場合に障害物等までの検出距離を出力する演算部
とを有し、前記閾値を境界とする反射光強度の検出によ
り障害物の有無判定可能としたことを特徴としている。
【００１２】より具体的には、レーザ光源から照射され
たレーザ光を投光ミラーを介してケーシング外部に照射
し、障害物等からの反射光を受光ミラーを介して受光素
子に入射させることにより、障害物の有無を検出するセ
ンサにおいて、前記ケーシングに間隔をおいて投光窓と
受光窓を形成するとともに、前記投光窓に投光ミラーを
対面配置し、かつ前記受光窓に受光ミラーを対面配置す
ることにより前記投光窓からの直接反射光の受光を阻止
し、前記両ミラーを当該ミラー間に設置された同一のモ
ータの回転軸に取り付けし、投光ミラーと受光ミラーと
を同期回転可能とし、前記投光ミラーの反射面を介して
ケーシング外部に照射される光軸を水平線より上向きに
設定し、投光レーザをすり鉢状に周回照射させるととも
に、前記受光ミラーの受光反射面を前記受光素子に反射
する平板反射部と曲率を変化させた湾曲反射面とを有す
る複合反射面により構成し、前記受光素子による受光信
号を光電変換する受光回路と、予め検出距離に対する光
強度の相関関係により閾値を設定している閾値設定回路
と、前記受光回路からの反射光強度出力と前記閾値設定
回路からの受光時閾値出力信号とを比較し反射光強度出
力が受光時閾値出力より大きい場合に障害物等までの検
出距離を出力する演算部とを有し、前記閾値を境界とす
る反射光強度の検出により障害物の有無判定可能とした
ことを特徴とする構成としている。
【００１３】
【作用】上記構成により、レーザ反射光強度出力に対し
て、距離によって変化するスレッシュホールドレベルを
設定しているため、降雨・降雪による雨滴等を障害物と
して誤検出することが防止される。すなわち、照射する
レーザ光が雨滴等に反射する場合には、全体的な反射光
の強度水準は低いものの、降雨に伴う雨滴反射位置によ
って反射光の強度が異なることに着目したもので、近距
離では雨滴からの反射光強度は充分大きく、遠距離にな
るにしたがって反射光強度が小さくなるとの観点にた
ち、近距離の場合の反射光強度の閾値を高く設定し、検
出距離が遠距離となるにしたがって閾値を小さく設定す
ることにより、この閾値を越えた光強度を検出したとき
に障害物であるとし、閾値より低いばあいには降雨であ
ることとして、雨滴を障害物として誤検出することを防
止できるのである。また、投光部と受光部の投光部分を
上下に分離するように構成することによって、従来のセ
ンサが投光部と受光部を同一箇所に設けていたために付
着雨滴の反射をひろって車体等を障害物として検出した
り、付着水滴からの反射光が直接受光ミラーに入射する
ことが防止される。更に、受光ミラーを複合反射面とし
て、曲率を変えているため、近距離の障害物検出が容易
となり、検出範囲を拡大して特に近距離での雨滴による
誤検出を防止しつつ、近接した障害物を確実に検出でき
るようになっている。また、投光ミラーからの投光軸を
水平線より上向きに設定しているため、車体が傾斜した
場合にも路面を障害物として検出することが防止され
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係るレーザ式障害
物検知方法およびセンサの具体的実施の形態を図面を参
照して詳細に説明する。
【００１５】図１はレーザ式障害物検知センサ１０の具
体的構造を示し、図２はその外観を示している。図示の
ように、当該センサ１０は円筒形状のケーシング１２の
内部に機器を内蔵したもので、回転駆動機器を内蔵して
いる駆動部ケーシング１２Ｄと、その下部に投光室１４
を介して連結された発光部ケーシング１２Ｌと、上部に
受光室１６を介して連結された受光部ケーシング１２Ｒ
とから構成されており、これらは同心円筒形状に形成さ
れている。
【００１６】レーザ光源としては半導体レーザ発振器１
８が用いられており、これはケーシング下部の発光部ケ
ーシング１２Ｌ内に設置され、ケーシング中心線上向き
に投光室１４内に向けてレーザ光を照射可能にしてい
る。投光室１４内のケーシング中心位置には投光ミラー
２０が配置されており、これはレーザ発振器１８から照
射されたレーザ光を反射させて投光室１４の側壁を形成
している投光窓１４Ｗからケーシング１２の外方に投光
させるようにしている。投光窓１４Ｗは透明アクリル板
から形成されたもので、円環状に形成されて全周にわた
って外部に向けて投光できるように構成されている。こ
の場合、投光窓１４Ｗの直径はケーシング１２の直径よ
り小さく設定され、投光窓１４Ｗの上部にいわゆる庇が
駆動部ケーシング１２Ｄの下面部分によって形成させる
ようにし、投光窓１４Ｗに直接雨滴などが付着すること
を防止している。
【００１７】前記投光室１４の上部に位置する駆動部ケ
ーシング１２Ｄの内部には、ケーシング中心軸と同心と
された回転軸を両端に有するＤＣモータ２２が取り付け
られている。このＤＣモータ２２の一方の下向きの回転
軸には、前記投光室１４に先端部を臨ませて投光ミラー
２０が取り付けられている。したがって、投光ミラー２
０はモータ２２の回転により３６０度回転可能とされ、
円環状に形成されている前記投光窓１４Ｗから外部にレ
ーザ光を周回させつつ投光できるものとなっている。
【００１８】ＤＣモータ２２の他方の上向きの回転軸に
はエンコーダ２４が取り付けられているが、エンコーダ
２４には更にカップリング２６、軸受２８等を介して先
端回転軸部分を前記受光室１６に臨ませている。そし
て、この受光室１６内に突出した回転軸部分に受光ミラ
ー３０が取り付けられている。この受光ミラー３０はケ
ーシング中心軸部分に配置され、受光室１６の側壁を形
成している受光窓１６Ｗから入射するレーザ光を受光し
てケーシング中心軸に沿う上方向に反射させて上部受光
部ケーシング１２Ｒに入射させるようにしている。この
受光窓１６Ｗも投光窓１４Ｗと同様に、透明アクリル板
から形成されたもので、円環状に形成されて全周にわた
って外部からのレーザ光を受光できるように構成されて
いる。また、受光窓１６Ｗは前記投光窓１４Ｗと小径に
設定され、窓外表面がケーシング１２の内側に配置され
るようにして受光部ケーシング１２Ｒの下部が庇として
機能するようにして雨滴付着防止を図っている。
【００１９】上述のようにＤＣモータ２２により投光ミ
ラー２０と受光ミラー３０とは回転可能となっている
が、当然のことながら投光ミラー２０からの投光方向と
受光ミラー３０の受光方向とは水平面からみて同一方向
を向くように設定されており、モータ２２の回転駆動に
より３６０度の回転状態においても、この向きが同期す
るように設定され、投光されたレーザ光が障害物などか
ら反射された場合に、その反射光を受光ミラー３０が受
光できるようになっている。これにより、ケーシング１
２の周囲３６０度の範囲にわたって障害物の検知が可能
とされている。また、前記投光窓１４Ｗと受光窓１６Ｗ
とは中央の駆動部ケーシング１２Ｄにより上下に分離さ
れた形態とされており、投光ミラー２０からの投光レー
ザが短絡して受光ミラー３０あるいは受光窓１６Ｗに直
接照射されることを中段の駆動部ケーシング１２Ｄが防
止している。
【００２０】受光ミラー３０からの反射光は上部の受光
部ケーシング１２Ｒの中央下面に向けられるが、ここに
はハニカムフィルタ３２が設置されており、集光レンズ
等の受光部光学系３４を介して受光回路３６にて受光さ
せるようにしている。受光回路３６には光電変換素子３
８が搭載され、受光した光を電気信号に変換して受光信
号を得るようにしている。
【００２１】ここで、このセンサ１０は無人搬送台車４
０に搭載するようにしており、台車４０が積載荷物の積
載箇所により偏荷重状態となり、台車４０の一方端が沈
み込む可能性がある。このような状態ではセンサ１０が
路面を障害物として検知する可能性があるため、この実
施例では図３に示すように、投光ミラー２０の反射方向
がケーシング中心軸と直交するのではなく、投光ミラー
２０の反射光軸が水平線より上向きとなるように設定さ
れている。これにより、投光ミラー２０がモータ２２に
より回転されることにより、投光レーザがすり鉢状に周
回照射させるようにしている。すなわち、図３（１）に
示すように、偏荷重により台車４０の重量側先端が沈み
込んだ場合には、台車４０に固定されたセンサケーシン
グ１２も同様に傾斜するため、ケーシング軸芯と直交す
る方向にレーザ光を投光すると、台車４０の前方の路面
からの反射を検出して障害物と誤検出する。このため、
図３（２）に示すように、ケーシング外部に投光される
レーザ光が上向きとなるようにして、重量部側での照射
レーザ光の路面到達距離が遠距離位置になるように設定
している。これは具体的には投光ミラー２０の反射面
を、一般的にはケーシング１２の軸芯に対して４５度の
傾きを有しているところ、図３（３）に示すように、こ
れを４４度＞θ＞４５度の角度範囲、望ましくは４４．
５度＞θ＞４５．７度に設定し、ミラー反射投光角度が
水平面に対して１度未満の上向き傾斜角となるように設
定することにより実現している。実施例では台車４０前
縁の左右２ヵ所に設定されるセンサ１０の一方は４４．
７度、他方は４４．５度となるように設定し、両センサ
１０からの信号により、路面反射の有無を判別するよう
にしている。
【００２２】また、ケーシング１２の外部から入射する
レーザ反射光を受光する受光ミラー３０の詳細を図４に
示す。図１にも示したように、この受光ミラー３０はケ
ーシング１２の軸芯上に配置された光電変換素子３８に
入射させるために、反射面が４５度の傾斜面に設定され
た平板反射部と、反射面の曲率を変化させた湾曲反射面
とを有する複合反射面とを有している。すなわち、矩形
平板面に形成された第１反射面３０Ｌの中央部に平面形
状が逆Ｔ字状に形成された***部を有し、その***部の
下部側に小矩形面積の中距離反射用の第２反射面３０Ｍ
を形成し、この第２反射面３０Ｍから上方に向けて細長
く***された近距離用の第３反射面３０Ｓとを形成して
いるものである。前記第２反射面３０Ｍから第３反射面
３０Ｓにかけて***高さを増大させるとともに、各表面
位置での反射光が受光部光学系を構成しているハニカム
フィルタ３２を通過すべく各反射点で反射光が平行線と
なるように、あるいはハニカムフィルタ３２の設定位置
より焦点が遠方にあるように設定された二次曲線または
多次曲線によって形成している。また、近接している障
害物位置からの反射光が受光ミラー３０に入射した場
合、ミラー反射角がハニカムフィルタ３２に向けられる
ように近接距離に応じて各反射点の曲率を調整すること
により経験則的に反射曲面を形成することも可能であ
る。これにより、第２反射面３０Ｍは第１反射面３０Ｌ
に比較して反射点の接線傾斜角が順次大きくなるように
設定され、第３反射面３０Ｓは更に反射点の接線傾斜角
が更に順次大きくなるように設定される。この結果、図
４（３）に示すように、台車４０に近接した障害物から
の反射光は第１反射面３０Ｌ単独の場合は、ミラー面か
らの反射光が受光部領域から外れるが（図中破線）、第
２あるいは第３反射面３０Ｍ、３０Ｓにより受光が可能
となっている（図中実線）。
【００２３】受光信号を入力する受光回路３６は受光部
ケーシング１２Ｒに内蔵されており、この回路は受光信
号を光電変換して少なくとも光強度信号を検出するが、
この受光回路３６の出力信号は、検出距離（時間）に対
する光強度の相関関係をもつ閾値設定回路からの出力信
号と比較され、閾値より受光信号が大きいときに受光ト
リガを発生させて投光から受光までの時間を計測して距
離を算出するようにしている。この具体的構成を図５に
示す。
【００２４】図示のように、受光回路３６は反射光を受
光したときにこれを光電変換した信号を比較器４２に入
力させるようにしている。比較器４２は比較基準信号と
受光信号との比較をなすが、基準信号は閾値設定回路４
４からの出力信号を取り込むものとしている。すなわ
ち、比較器４２は設定された基準光強度と受光信号とを
比較して、基準光強度以下の受光があった場合には降雨
・降雪に基づくものであり障害物ではないとの判定をな
す行わせるものであり、基準光強度を閾値設定回路から
取り込まれる基準信号を閾値として判別させるようにし
ている。この閾値信号は特に雨滴からの反射光を除外す
るためのもので、本発明は雨滴反射信号は距離により光
強度が変化するとの知見に基づき、雨滴除外の閾値は距
離の関数として設定することにより、近距離に現れる降
雨がゴースト信号となって障害物と誤検出することを防
止するようにしている。すなわち、図６に示すように、
降雨状態を人工的に作り出し、降雨位置をセンサ１０か
ら距離を変え、雨滴反射光を検出した場合の反射光強度
（●）と障害物を検出した場合の反射光強度（○）を求
めると、近距離では雨滴からの反射光強度が大きく、遠
距離に至るにしたがって光強度が低下する双曲線関数に
近似する傾向が見られた。そこで、閾値設定回路４４で
は、雨滴検出領域に沿った双曲線関数として距離に関す
る閾値を設定し（図６の実線）、もしくは図６をテーブ
ルとしてもたせ、同様に距離に関する閾値として設定し
ている。この閾値設定回路４４の出力は比較器４２に入
力されるが、比較される受光信号出力に対応する閾値は
反射対象物からの距離により変動するため、発光から受
光までの時間を距離信号として、対応閾値を比較基準信
号とするようになっている。このため、レーザ発振器１
８に付帯しているレーザドライバ４６のトリガ信号発生
部４８からの発光トリガ信号を閾値設定回路４４に入力
させ、変動閾値を比較器４２に出力させている。比較器
４２には受光信号が入力され、受光タイミングにより対
応距離（時間）に対する閾値を基準として受光回路３６
により光電変換して得られた信号と比較をなすようにし
ている。
【００２５】比較器４２では、受光された反射光強度信
号と閾値とを比較し、受光信号が閾値より小さい場合に
雨滴によるゴーストと看做し、大きい場合に障害物であ
るとみなすようにしており、障害物と検知された場合に
距離演算のために時間差計測回路５０に受光トリガを出
力させる。時間差計測回路５０には同時に前記トリガ信
号発生部４８からの発光トリガが入力され、両者の時間
差信号を演算して物体距離演算回路５２に出力し、ここ
で検出物体までの距離を求めるようにしている。
【００２６】得られた検出物距離はエンコーダ２４から
の信号により照射角度を検出する角度検出器５４からの
信号とともに、センサコントローラ５６に出力される。
当該センサコントローラ５６は、同時に車両コントロー
ラ（図示せず）から車両進行方向と車両速度の各信号を
入力しており、検出物体の距離および方向と車両の進行
方向との関係から障害物であるか否かを判定し、障害物
との判定結果により車両コントローラに対して障害物信
号を出力させるようにしている。車両コントローラで
は、障害物信号発生手段を起動させ、危険信号として警
告音発生や、表示、あるいは搬送台車４０の自動停止等
の各種対応処理を行わせる。
【００２７】このように構成されたレーザ式障害物検知
センサ１０は無人搬送台車４０の前端部左右に一対取り
付けられ、レーザ発振器１８から発振されたレーザ光を
投光ミラー２０を介して投光窓１４Ｗから外部に照射さ
せる。投光ミラー２０はモータ２２により回転され、し
たがってレーザ光は周方向３６０度の範囲にわたって連
続的に周回照射される。このとき投光ミラー２０の反射
面は水平面より上向きに設定されているので、すりばち
状に周回され、台車４０が重量物積載により偏荷重を受
けている場合にも、近距離路面を障害物として検出する
ことが防止されている。このとき、左右のセンサ１０の
上向き設定角度を異ならせ、両センサ１０の受光信号が
いずれか一方のみが障害物として検出したときにこれを
除外するようにすれば、路面を障害物として検出するこ
とが防止される。
【００２８】周回照射されているレーザ光が障害物等に
反射されると、この反射光はセンサ１０の受光窓１６Ｗ
から入射し、受光ミラー３０を介して受光回路３６に入
射される。受光ミラー３０もモータ２２に接続され、投
光ミラー２０と同期して周回されるので、同一位置にあ
る障害物からの反射光を受光することができる。この受
光位置は投光位置と駆動部ケーシング１２Ｄにより上下
に分離されており、窓１４Ｗ、１６Ｗを共通にしていな
いため、短絡レーザの受光が防止されるとともに、窓１
４Ｗ、１６Ｗへの付着雨滴が存在してもこれを受光する
ことがない。また、受光ミラー３０は平板の第１ミラー
３０Ｌの中央部に所定の曲率で湾曲された中距離用第２
ミラー３０Ｍと近距離用第３ミラー３０Ｓが形成されて
おり、台車４０に障害物が近接した場合に、受光窓１６
Ｗから入射する限りは、受光部への入射が可能とされ
る。これにより近距離検出が可能となってデッドゾーン
を可及的に小さくできる。
【００２９】受光ミラー３０を介して入射された反射光
は光電変換素子３８により光電変換され、受光回路３６
にて光強度信号が比較器４２に入力される。比較器４２
には反射物体までの距離に関する光強度閾値が発光トリ
ガ信号を始点として入力され、受光回路３６から受光信
号が入力されたタイミングに相当する閾値が設定され
る。この基準となる閾値より光電変換出力信号が大きい
場合に、比較器４２は受光トリガを出力し、投光部側の
トリガ信号発生部４８からの発光トリガ信号とともに時
間差計測回路５０により発光から受光までの時間差が求
められ、距離演算部５２にて検出物までの距離が検出さ
れるのである。この距離信号は、予め雨滴反射による受
光である場合には出力されず、受光信号が近距離で光強
度が強い場合でも、距離に対応した閾値により遮断され
るため、閾値以下の場合には降雨あるいは降雪に起因し
たゴーストとして判定されて出力されないのである。逆
に距離信号が出力される場合には、実体のある障害物か
らの反射光であると認識できるので、センサコントロー
ラ５６は車両の進行方向との比較判別により障害物信号
を出力させ、障害物への対処を警報発生や台車４０の停
止等によって行わせることができる。
【００３０】なお、上記実施例では無人搬送台車４０に
搭載する例を用いたが、これに限定されない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ光源から照射されたレーザ光を投光ミラーを介し
てケーシング外部に照射し、障害物等からの反射光を受
光ミラーを介して受光素子に入射させることにより、障
害物の有無を検出するセンサを用いた障害物検知方法に
おいて、前記受光素子に入力される受光信号出力と、予
め検出距離に対する光強度の相関関係により決定された
閾値との判別をなし、雨滴等による反射光であるか否か
を判定し、実体のある障害物である場合に当該障害物等
までの検出距離を演算出力させて障害物の有無判定をな
すように構成したので、特に無人搬送台車（ＡＧＶ）に
搭載するのに有効であり、雨滴等を障害物として誤検出
することがなくなる。
【００３２】また、レーザ光源から照射されたレーザ光
を投光ミラーを介してケーシング外部に照射し、障害物
等からの反射光を受光ミラーを介して受光素子に入射さ
せることにより、障害物の有無を検出するセンサにおい
て、前記ケーシングに間隔をおいて投光窓と受光窓を形
成するとともに、前記投光窓に投光ミラーを対面配置
し、かつ前記受光窓に受光ミラーを対面配置することに
より前記投光窓からの直接反射光の受光を阻止し、前記
両ミラーを当該ミラー間に設置された同一のモータの回
転軸に取り付けし、投光ミラーと受光ミラーとを同期回
転可能とし、投光ミラーの反射面を介してケーシング外
部に照射される光軸を水平線より上向きに設定し、投光
レーザをすり鉢状に周回照射させ、受光ミラーの受光反
射面を前記受光素子に反射する平板反射部と曲率を変化
させた湾曲反射面とを有する複合反射面により構成した
ことにより、レーザ光の送受光窓への付着水滴による誤
検出を防止できるとともに、走行路面を障害物として誤
検出することを防止できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るレーザ式障害物検知センサの断面
図である。
【図２】同センサの外観を示す側面図である。
【図３】無人搬送台車の傾斜によるセンサ検出範囲の説
明図と投光ミラーの説明図であり、（１）は従来センサ
の検出状態、（２）は本実施例の検出状態、（３）は投
光ミラーの側面図である。
【図４】受光ミラーの正面図、側面図、および受光状態
説明図である。
【図５】センサのブロック構成図である。
【図６】光強度の閾値の説明図である。
【符号の説明】
１０ レーザ式障害物検知センサ １２ ケーシング １２Ｄ 駆動部ケーシング １２Ｌ 発光部ケーシング １２Ｒ 受光部ケーシング １４ 投光室 １４Ｗ 投光窓 １６ 受光室 １６Ｗ 受光窓 １８ 半導体レーザ発振器 ２０ 投光ミラー ２２ ＤＣモータ ２４ エンコーダ ２６ カップリング ２８ 軸受 ３０ 受光ミラー ３０Ｌ 第１反射面 ３０Ｍ 第２反射面 ３０Ｓ 第３反射面 ３２ ハニカムフィルタ ３４ 受光部光学系 ３６ 受光回路 ３８ 光電変換素子 ４０ 無人搬送台車 ４２ 比較器 ４４ 閾値設定回路 ４６ レーザドライバ ４８ トリガ信号発生器 ５０ 時間差計測回路 ５２ 距離演算回路 ５４ 角度検出器 ５６ センサコントローラ
フロントページの続き (72)発明者 竹原 亨 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザ光源から照射されたレーザ光を投
    光ミラーを介してケーシング外部に照射し、障害物等か
    らの反射光を受光ミラーを介して受光素子に入射させる
    ことにより、障害物の有無を検出するセンサを用いた障
    害物検知方法において、 前記受光素子に入力される受光信号と、予め検出距離に
    対する光強度の相関関係により決定される閾値とを比較
    し、当該閾値より大きい反射光強度が検出されるとき
    に、受光信号と投光信号とに基づき障害物等までの検出
    距離を演算出力させることにより、障害物の有無判定を
    なすことを特徴とするレーザ式障害物検知方法。
  2. 【請求項２】 レーザ光源から照射されたレーザ光を投
    光ミラーを介してケーシング外部に照射し、障害物等か
    らの反射光を受光ミラーを介して受光素子に入射させる
    ことにより、障害物の有無を検出するセンサにおいて、 前記ケーシングに間隔をおいて投光窓と受光窓を形成す
    るとともに、前記投光窓に投光ミラーを対面配置し、か
    つ前記受光窓に受光ミラーを対面配置することにより前
    記投光窓からの直接反射光の受光を阻止し、前記両ミラ
    ーを当該ミラー間に設置された同一のモータの回転軸に
    取り付けし、投光ミラーと受光ミラーとを同期回転可能
    としたことを特徴とするレーザ式障害物検知センサ。
  3. 【請求項３】 レーザ光源から照射されたレーザ光を投
    光ミラーを介してケーシング外部に照射し、障害物等か
    らの反射光を受光ミラーを介して受光素子に入射させる
    ことにより、障害物の有無を検出するセンサにおいて、 前記受光ミラーの受光反射面を前記受光素子に反射する
    平板反射部と曲率を変化させた湾曲反射面とを有する複
    合反射面により構成したことを特徴とするレーザ式障害
    物検知センサ。
  4. 【請求項４】 前記投光ミラーの反射面を介してケーシ
    ング外部に照射される光軸を水平線より上向きに設定
    し、投光レーザをすり鉢状に周回照射させることを特徴
    とする請求項２に記載のレーザ式障害物検知センサ。
  5. 【請求項５】 レーザ光源から照射されたレーザ光を投
    光ミラーを介してケーシング外部に照射し、障害物等か
    らの反射光を受光ミラーを介して受光素子に入射させる
    ことにより、障害物の有無を検出するセンサにおいて、 前記受光素子による受光信号を光電変換する受光回路
    と、予め検出距離に対する光強度の相関関係により閾値
    を設定している閾値設定回路と、前記受光回路からの反
    射光強度出力と前記閾値設定回路からの受光時閾値出力
    信号とを比較し反射光強度出力が受光時閾値出力より大
    きい場合に障害物等までの検出距離を出力する演算部と
    を有し、前記閾値を境界とする反射光強度の検出により
    障害物の有無判定可能としたことを特徴とするレーザ式
    障害物検知センサ。
  6. 【請求項６】 レーザ光源から照射されたレーザ光を投
    光ミラーを介してケーシング外部に照射し、障害物等か
    らの反射光を受光ミラーを介して受光素子に入射させる
    ことにより、障害物の有無を検出するセンサにおいて、 前記ケーシングに間隔をおいて投光窓と受光窓を形成す
    るとともに、前記投光窓に投光ミラーを対面配置し、か
    つ前記受光窓に受光ミラーを対面配置することにより前
    記投光窓からの直接反射光の受光を阻止し、前記両ミラ
    ーを当該ミラー間に設置された同一のモータの回転軸に
    取り付けし、投光ミラーと受光ミラーとを同期回転可能
    とし、前記投光ミラーの反射面を介してケーシング外部
    に照射される光軸を水平線より上向きに設定し、投光レ
    ーザをすり鉢状に周回照射させるとともに、前記受光ミ
    ラーの受光反射面を前記受光素子に反射する平板反射部
    と曲率を変化させた湾曲反射面とを有する複合反射面に
    より構成し、前記受光素子による受光信号を光電変換す
    る受光回路と、予め検出距離に対する光強度の相関関係
    により閾値を設定している閾値設定回路と、前記受光回
    路からの反射光強度出力と前記閾値設定回路からの受光
    時閾値出力信号とを比較し反射光強度出力が受光時閾値
    出力より大きい場合に障害物等までの検出距離を出力す
    る演算部とを有し、前記閾値を境界とする反射光強度の
    検出により障害物の有無判定可能としたことを特徴とす
    るレーザ式障害物検知センサ。
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