JPH11175155A - Obstacle detecting device - Google Patents
Obstacle detecting deviceInfo
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- JPH11175155A JPH11175155A JP9352084A JP35208497A JPH11175155A JP H11175155 A JPH11175155 A JP H11175155A JP 9352084 A JP9352084 A JP 9352084A JP 35208497 A JP35208497 A JP 35208497A JP H11175155 A JPH11175155 A JP H11175155A
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Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、任意に設定された
走行路上を走行する自走装置が走行路上に存在する障害
物を検出して非常停止するといった走行制御のための障
害物検知装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an obstacle detecting device for traveling control in which a self-propelled device traveling on an arbitrarily set traveling road detects an obstacle present on the traveling road and makes an emergency stop. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】金融機関の営業店には、顧客が操作をし
て自動的に預貯金の入出金取引を実行する自動取引装置
が多数設置されている。これらの装置は、それぞれ内部
に現金を収納する金庫を持ち、顧客から入金した現金を
保管し、顧客の要求した現金を排出するといった機能を
持つ。そして、これらの自動取引装置の金庫中に入金し
た現金がいっぱいに収納された場合や、逆に予め用意し
ていた現金が不足した場合には、その金庫を取り出し
て、適量の現金が収納された金庫と交換をする。ところ
が、多数の自動取引装置を並べて運用する場合に、こう
した金庫の交換処理を係員が行うと、その負担が非常に
大きくなる。そこで、自動取引装置の間を走行し、自動
的に各自動取引装置と接続し、必要な現金を補充した
り、余剰現金を回収したりする装置が開発されている。2. Description of the Related Art In a branch of a financial institution, a large number of automatic transaction devices are installed, which are operated by a customer to automatically execute deposit / withdrawal transactions. Each of these devices has a safe for storing cash therein, has a function of storing cash received from a customer, and discharging cash requested by the customer. If the cash deposited in the vending machine's safes is full, or if the cash prepared in advance is insufficient, the safe is taken out and an appropriate amount of cash is stored. Replace with a safe. However, when a large number of automatic transaction devices are arranged and operated, if a staff member performs such a safe exchange process, the burden becomes extremely large. Therefore, a device has been developed which travels between automatic transaction devices, automatically connects to each automatic transaction device, replenishes necessary cash, and collects excess cash.
【０００３】この装置は、通常、自動取引装置の背面側
に施設されたレールの上を前後に走行し、目的とする自
動取引装置の背面に横付けする。この横付け後に接続動
作と金庫内部の媒体補充回収動作が行われる。こうした
自走装置が走行中に何らかの障害物に衝突すると、その
衝撃が故障の原因になる。例えば、ある自動取引装置の
裏蓋を開閉して内部を点検しているような場合に、自走
装置がその側を通過しようとすると扉に衝突するといっ
た問題が生じる。そこで、自走装置に超音波センサを設
けて、走行路上の障害物を検知しながら安全に走行する
技術も開発されている。[0003] This apparatus usually travels back and forth on a rail provided on the back side of the automatic transaction apparatus, and is laid sideways on the back of the target automatic transaction apparatus. After the horizontal attachment, a connection operation and a medium replenishment and collection operation inside the safe are performed. If such a self-propelled device collides with any obstacle while traveling, the impact causes a failure. For example, in a case where the back cover of a certain automatic transaction apparatus is opened and closed to inspect the inside, there arises a problem that the self-propelled apparatus collides with a door when trying to pass the side. Accordingly, a technology has been developed in which an ultrasonic sensor is provided in a self-propelled device to travel safely while detecting an obstacle on a traveling road.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には次のような解決すべき課題があった。
例えば、銀行の営業店に多数の自動取引装置を配置する
場合、その背面に自走装置が走行するための走行路を十
分広く確保するのは容易でない。即ち、かなり狭い通路
に走行路を設定しなければならない場合も多い。また、
自走装置が走行する進行方向に超音波を反射する壁や設
備が置かれている場合もある。そうした壁に向かって走
行するような場合、壁等を検出して自走装置が非常停止
してしまい、円滑な制御ができなくなるという問題もあ
った。However, the above-mentioned prior art has the following problems to be solved.
For example, when a large number of automatic transaction devices are arranged in a bank office, it is not easy to secure a sufficiently wide traveling path on the back surface of the self-propelled device. That is, it is often necessary to set the traveling path in a fairly narrow passage. Also,
There may be a wall or equipment that reflects ultrasonic waves in the traveling direction of the self-propelled device. In the case of traveling toward such a wall, there is a problem that the self-propelled device is stopped when a wall or the like is detected and smooth control cannot be performed.
【０００５】一方、走行路が比較的長い場合には、速く
移動させるために高速走行をさせることがある。このよ
うな場合には、遠くにある障害物も確実に検知し、その
障害物に衝突する前に装置を非常停止させる必要があ
る。従って、こうした様々な環境に応じて適正に動作す
る障害物検知装置の開発が望まれていた。[0005] On the other hand, when the traveling path is relatively long, high-speed traveling may be performed in order to move quickly. In such a case, it is necessary to reliably detect a distant obstacle and to make an emergency stop of the apparatus before colliding with the obstacle. Therefore, it has been desired to develop an obstacle detection device that operates properly in such various environments.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。 〈構成１〉自走装置が所定の走行路上を走行するように
構成されたものにおいて、上記自走装置前方の走行路を
複数の小領域に分割し、これらの各小領域内の障害物を
それぞれ検知するために設けられた対応する数の超音波
送受信機と、各超音波送受信機に対して、所定の順番に
所定のタイミングで超音波送受信指令を供給するタイミ
ング制御部と、上記各超音波送受信機の受信信号を受け
入れて、各超音波送受信機毎に設定されたスライスレベ
ルと比較して、その比較結果を出力する判定部と、自走
装置から各小領域までの距離に応じて障害物の有無を判
断するための複数のスライスレベルを用意し、それらの
スライスレベル中から、上記各超音波送受信機毎に設定
されたスライスレベルを選択して、所定のタイミングで
上記判定部に供給する、スライスレベル選択部を備えた
ことを特徴とする障害物検知装置。The present invention employs the following structure to solve the above problems. <Configuration 1> In a configuration in which the self-propelled device travels on a predetermined traveling path, the traveling path in front of the self-propelled device is divided into a plurality of small areas, and obstacles in each of these small areas are removed. A corresponding number of ultrasonic transceivers provided for each detection, a timing control unit for supplying an ultrasonic transmission / reception command at a predetermined timing to each ultrasonic transceiver in a predetermined order, Accepts the received signal of the ultrasonic transceiver, compares it with the slice level set for each ultrasonic transceiver, determines the comparison unit that outputs the comparison result, and according to the distance from the self-propelled device to each small area A plurality of slice levels for determining the presence or absence of an obstacle are prepared, and a slice level set for each of the ultrasonic transceivers is selected from among the slice levels, and the determined level is determined by the determination unit at a predetermined timing. Supply That obstacle detection device characterized by comprising a slice level selection unit.
【０００７】〈構成２〉構成１に記載の装置において、
自走装置の走行速度が速いときは、上記超音波送受信機
の受信信号全てについての判定結果を走行制御用の信号
として出力し、自走装置の走行速度が遅いときは、上記
超音波送受信機の受信信号の一部のみを走行制御用の信
号とするように判定結果を選択する判定結果選択部を備
えたことを特徴とする障害物検知装置。<Structure 2> In the device described in Structure 1,
When the traveling speed of the self-propelled device is high, the determination results for all the reception signals of the ultrasonic transceiver are output as signals for traveling control, and when the traveling speed of the self-propelled device is low, the ultrasonic transceiver An obstacle detection device comprising: a determination result selection unit that selects a determination result so that only a part of the received signal is used as a traveling control signal.
【０００８】〈構成３〉構成１に記載の装置において、
スライスレベル選択部は、遠方の障害物検知にはスライ
スレベルを小さくし、近くの障害物検知にはスライスレ
ベルを大きくすることを特徴とする障害物検知装置。<Structure 3> In the device described in Structure 1,
An obstacle detection device, wherein the slice level selection unit decreases the slice level for detecting a distant obstacle and increases the slice level for detecting a near obstacle.
【０００９】〈構成４〉複数の自動取引装置の近傍に設
けられた走行路上を走行して、上記各自動取引装置と接
続して取引媒体の補充回収を行う自走装置において、こ
の自走装置前方の走行路を複数の小領域に分割し、これ
らの各小領域内の障害物をそれぞれ検知するために設け
られた対応する数の超音波送受信機と、各超音波送受信
機に対して、所定の順番に所定のタイミングで超音波送
受信指令を供給するタイミング制御部と、上記各超音波
送受信機の受信信号を受け入れて、各超音波送受信機毎
に設定されたスライスレベルと比較して、その比較結果
を出力する判定部と、自走装置から各小領域までの距離
に応じて障害物の有無を判断するための複数のスライス
レベルを用意し、それらのスライスレベル中から、上記
各超音波送受信機毎に設定されたスライスレベルを選択
して、所定のタイミングで上記判定部に供給する、スラ
イスレベル選択部と、自走装置の走行速度が速いとき
は、上記超音波送受信機の受信信号全てについての判定
結果を非常停止制御用の信号として出力し、自走装置の
走行速度が遅いときは、上記超音波送受信機の受信信号
の一部のみを非常停止制御用の信号とするように判定結
果を選択する判定結果選択部を備えたことを特徴とする
障害物検知装置。<Structure 4> A self-propelled device that runs on a traveling path provided in the vicinity of a plurality of automatic transaction devices and is connected to each of the automatic transaction devices to replenish and collect transaction media. The traveling path in front is divided into a plurality of small areas, and a corresponding number of ultrasonic transceivers provided for detecting obstacles in each of these small areas, and for each ultrasonic transceiver, A timing control unit that supplies an ultrasonic transmission / reception command at a predetermined timing in a predetermined order, receives the reception signal of each of the ultrasonic transmission / reception devices, and compares it with a slice level set for each ultrasonic transmission / reception device, A determination unit that outputs the comparison result and a plurality of slice levels for determining the presence or absence of an obstacle according to the distance from the self-propelled device to each small area are prepared. Sound wave transceiver Select the slice level set in the above, supply to the determination unit at a predetermined timing, the slice level selection unit, when the traveling speed of the self-propelled device is fast, for all the received signals of the ultrasonic transceiver The determination result is output as a signal for emergency stop control, and when the traveling speed of the self-propelled device is slow, the determination result is set so that only a part of the reception signal of the ultrasonic transceiver is used as a signal for emergency stop control. An obstacle detection device comprising a determination result selection unit for selecting.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。 〈具体例〉図１は、本発明の障害物検知装置具体例を示
すブロック図である。図の装置は、超音波送受信機１、
超音波分配部２、超音波統合部３、減算器４、可変利得
増幅器５、積分器６、Ａ／Ｄ変換器７、判定部８、中央
処理ユニット９、タイミング制御部１１、スライスレベ
ル選択部１２及び判定結果選択部１３を備えている。こ
の装置は、この図には図示していない自走装置に搭載さ
れる。この図の各部の説明を行う前に、まずこの自走装
置を使用したシステム全体の説明を行う。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below using specific examples. <Specific Example> FIG. 1 is a block diagram showing a specific example of the obstacle detection device of the present invention. The device shown is an ultrasonic transceiver 1,
Ultrasound distribution unit 2, Ultrasound integration unit 3, Subtractor 4, Variable gain amplifier 5, Integrator 6, A / D converter 7, Judgment unit 8, Central processing unit 9, Timing control unit 11, Slice level selection unit 12 and a determination result selection unit 13. This device is mounted on a self-propelled device not shown in this figure. Before describing the components in this figure, the entire system using this self-propelled device will be described first.
【００１１】図２には、本発明の装置を使用するシステ
ム概略図を示す。図の（ａ）は、システムの斜視図であ
る。これは金融機関に設けられた自動取引装置１５に対
し、紙幣や硬貨等の取引媒体を補充回収するシステムで
ある。その補充回収を自動的に行うために自走装置１６
が設けられ、自動取引装置１５の背面に施設された走行
路１７上を矢印１８方向に自由に走行する構成となって
いる。この自走装置１６には、例えば走行路１７上に何
らかの障害物２１が置き去りにされていた場合、これを
検知し、その直前で非常停止する構成となっている。FIG. 2 shows a schematic diagram of a system using the apparatus of the present invention. (A) of the figure is a perspective view of the system. This is a system that replenishes and collects transaction media such as bills and coins to an automatic transaction device 15 provided in a financial institution. The self-propelled device 16 automatically performs the replenishment and collection.
Is provided, and is configured to freely travel in a direction of an arrow 18 on a travel path 17 provided on a back surface of the automatic transaction apparatus 15. The self-propelled device 16 has a configuration in which, for example, when an obstacle 21 is left behind on the traveling path 17, this is detected, and an emergency stop is performed immediately before the obstacle 21 is detected.
【００１２】ここで、走行路１７の先には壁１９Ａが存
在する。こうした場合、自走装置１６は障害物２１と壁
１９Ａとの判別が容易でなく、障害物２１がない場合で
も、壁１９Ａに一番近い自動取引装置１５の近くに達す
ると非常停止してしまうことがある。本発明ではこれを
防止するために、図の（ｂ）に示すような構成を採用す
る。Here, a wall 19A exists at the end of the traveling path 17. In such a case, the self-propelled device 16 cannot easily distinguish the obstacle 21 from the wall 19A. Even when the obstacle 21 is not present, the self-propelled device 16 will stop when reaching the automatic transaction device 15 closest to the wall 19A. Sometimes. In the present invention, in order to prevent this, a configuration as shown in FIG.
【００１３】図の（ｂ）は、（ａ）に示したシステムの
平面図である。自走装置１６は矢印１８方向に走行す
る。このように、自走装置１６の走行路は、壁１９Ｂと
自動取引装置群１５との間に施設されている。そこで、
自走装置１６の走行方向に向いた側壁に図１に示した超
音波送受信機を取り付ける。この例では、図の左側即ち
壁１９Ａの方向にのみ超音波を発するように超音波ビー
ム２５を図示した。しかしながら、自走装置１６は走行
路上を往復運動するから、反対側の面即ち図の右側の面
にも同様の超音波送受信機が設けられているものとす
る。FIG. 2B is a plan view of the system shown in FIG. Self-propelled device 16 runs in the direction of arrow 18. Thus, the traveling path of the self-propelled device 16 is provided between the wall 19B and the automatic transaction device group 15. Therefore,
The ultrasonic transceiver shown in FIG. 1 is attached to a side wall of the self-propelled device 16 facing the traveling direction. In this example, the ultrasonic beam 25 is illustrated so as to emit ultrasonic waves only in the left side of the figure, that is, in the direction of the wall 19A. However, since the self-propelled device 16 reciprocates on the traveling path, it is assumed that a similar ultrasonic transceiver is provided on the opposite surface, that is, the right surface in the drawing.
【００１４】ここで、例えばこの発明では、自走装置１
６の側壁に８個の超音波送受信機を配列する。更に、自
走装置１６の走行方向前方の走行路を長さ方向に８分割
する。分割をして仕切られた小領域には、Ｒ１〜Ｒ８ま
での記号を付した。これらの小領域の幅は超音波送受信
機の機能や能力により異なり、自由である。即ち、必ず
しも全て等しい幅である必要もない。そして、各小領域
について、それぞれ１個の超音波送受信機がその領域の
障害物を検知するように超音波ビームの向きや広がりを
調整する。図１に示す各超音波送受信機１は、このよう
に調整されている。Here, for example, in the present invention, the self-propelled device 1
Eight ultrasonic transceivers are arranged on the side wall 6. Further, the traveling path ahead of the self-propelled device 16 in the traveling direction is divided into eight in the length direction. Symbols R1 to R8 are given to the divided small areas. The widths of these small areas vary depending on the functions and capabilities of the ultrasonic transceiver and are free. That is, it is not necessary that the widths be all equal. Then, for each small area, the direction and spread of the ultrasonic beam are adjusted such that one ultrasonic transceiver detects an obstacle in that area. Each ultrasonic transceiver 1 shown in FIG. 1 is adjusted as described above.
【００１５】再び図１に戻って、超音波送受信機１は、
こうして複数例えば８個設けられ、超音波統合部３と超
音波分配部２とに接続されている。超音波分配部２は、
超音波送受信機１に対し所定のタイミングで超音波信号
を供給し、いずれかの超音波送受信機１を動作させる。
また、全ての超音波送受信機１の受信信号は超音波統合
部３に入力し、超音波統合部３がこれらの受信信号を順
にシリアルに配列して減算器４に向けて出力するよう構
成されている。Returning again to FIG. 1, the ultrasonic transceiver 1
In this way, a plurality of, for example, eight are provided and connected to the ultrasonic integration unit 3 and the ultrasonic distribution unit 2. The ultrasonic distributor 2
An ultrasonic signal is supplied to the ultrasonic transceiver 1 at a predetermined timing, and one of the ultrasonic transceivers 1 is operated.
Further, the reception signals of all the ultrasonic transceivers 1 are input to the ultrasonic integration unit 3, and the ultrasonic integration unit 3 sequentially arranges these reception signals serially and outputs the signals to the subtracter 4. ing.
【００１６】図３に、超音波送受信機のブロック図を示
す。超音波送受信機１には、超音波分配部２から受け入
れた信号によって超音波を発生し、自走装置の前方に発
射するソナー１Ａが設けられている。また、障害物や壁
面等から反射した超音波を受信するセンサ１Ｂが設けら
れている。このセンサ１Ｂは、受信した超音波を電気信
号に変換し、波整形部１Ｃに入力する。この波整形部１
Ｃは受信した信号の波形を整えて、超音波統合部３に向
けて出力する回路である。自走装置に例えば８個の超音
波送受信機１を取り付ける場合、これらの超音波送受信
機１は、いずれもほぼ同一の規格のものでよい。FIG. 3 shows a block diagram of the ultrasonic transceiver. The ultrasonic transceiver 1 is provided with a sonar 1A that generates an ultrasonic wave based on a signal received from the ultrasonic distributor 2 and emits the ultrasonic wave in front of the self-propelled device. In addition, a sensor 1B that receives ultrasonic waves reflected from an obstacle, a wall surface, or the like is provided. The sensor 1B converts the received ultrasonic wave into an electric signal and inputs the electric signal to the wave shaping unit 1C. This wave shaping part 1
C is a circuit for adjusting the waveform of the received signal and outputting it to the ultrasonic wave integration unit 3. When, for example, eight ultrasonic transceivers 1 are attached to the self-propelled device, these ultrasonic transceivers 1 may have almost the same standard.
【００１７】これらの超音波送受信機１が一斉に同一の
超音波を発射すると、どの反射波を受信したかが不明に
なる。従って、各超音波受信機は、それぞれ時間的にず
れたタイミングで超音波を発射するように制御される。
超音波分配部２は、このような制御を行うために、各超
音波送受信機１のソナー１Ａに対し次のようなタイミン
グで信号を送出する。When these ultrasonic transceivers 1 simultaneously emit the same ultrasonic waves, it becomes unknown which reflected wave has been received. Therefore, each ultrasonic receiver is controlled to emit an ultrasonic wave at a timing shifted in time.
In order to perform such control, the ultrasonic distributor 2 sends a signal to the sonar 1A of each ultrasonic transceiver 1 at the following timing.
【００１８】図４には、各ソナーへの入力信号波形図を
示す。例えば、図３に示した超音波分配部２は、最初の
超音波送受信機１のソナー１Ａ１に対し駆動信号を供給
すると、Ｐ時間後に次の超音波送受信機１のソナー１Ａ
２に駆動信号を供給する。こうして、ｐ時間おきに順に
各超音波送受信機のソナーに駆動信号を供給する。従っ
て、常にいずれか１個のソナーのみが超音波を送信し、
その反射波を対応するセンサが受信するといった制御が
行われる。FIG. 4 shows a waveform diagram of an input signal to each sonar. For example, when the ultrasonic distributing unit 2 shown in FIG. 3 supplies a drive signal to the first sonar 1A1 of the ultrasonic transceiver 1, after P hours, the sonar 1A of the next ultrasonic transceiver 1 is supplied.
2 is supplied with a drive signal. In this way, the drive signal is supplied to the sonar of each ultrasonic transceiver in order at every p time. Therefore, only one sonar always transmits ultrasonic waves,
Control is performed such that the corresponding sensor receives the reflected wave.
【００１９】図５には、こうして受信され、超音波統合
部３に入力する受信信号の波形図を示す。例えば、図に
示す受信信号Ｓ１はソナー１Ａ１の発射した超音波の反
射波で、受信信号Ｓ２はソナー１Ａ２が発した超音波の
反射波である。こうして、受信信号もｐ時間おきに超音
波統合部３に入力して後続する回路に転送される。FIG. 5 shows a waveform diagram of a reception signal received as described above and input to the ultrasonic wave integration unit 3. For example, a received signal S1 shown in the figure is a reflected wave of an ultrasonic wave emitted from the sonar 1A1, and a received signal S2 is a reflected wave of an ultrasonic wave emitted from the sonar 1A2. Thus, the received signal is also input to the ultrasonic wave integration unit 3 every p time and transferred to the subsequent circuit.
【００２０】図１に示す減算器４は、超音波統合部３の
出力する信号を受け入れて、所定のオフセットデータを
差し引き、可変利得増幅器５に向けて出力する部分であ
る。これらの処理によって、受信信号から雑音等が除去
され、障害物有無判定のために利用できる信号を得て、
積分器６に入力する構成となっている。The subtractor 4 shown in FIG. 1 is a part that receives a signal output from the ultrasonic wave integration unit 3, subtracts predetermined offset data, and outputs the result to the variable gain amplifier 5. By these processes, noise and the like are removed from the received signal, and a signal that can be used for obstacle presence determination is obtained,
The input to the integrator 6 is provided.
【００２１】なお、タイミング制御部１１は、超音波分
配部２に対し上記のようなタイミングで各超音波送受信
機１を駆動する信号を出力させ、同時に超音波統合部３
に対しそのタイミングで対応するセンサから受信信号を
受け入れ、減算器４に出力するよう制御信号を出力す
る。また、減算器４や可変利得増幅器５に対しても超音
波統合部３から信号が入力されたタイミングで駆動する
よう駆動制御信号を出力する。The timing controller 11 causes the ultrasonic distributor 2 to output a signal for driving each of the ultrasonic transceivers 1 at the above-described timing, and at the same time, simultaneously
Receives a received signal from the corresponding sensor at that timing and outputs a control signal to output to the subtractor 4. Further, it also outputs a drive control signal to the subtractor 4 and the variable gain amplifier 5 so as to be driven at the timing when the signal is input from the ultrasonic wave integration unit 3.
【００２２】図６には、可変利得増幅器５から出力され
て、積分器６で処理される信号波形図を示す。まず、可
変利得増幅器５において、図６に示す信号Ｗ１が出力さ
れたとする。この場合、この信号を整流して信号Ｗ２を
得る。これを図に示す抵抗ＲとコンデンサＣとから成る
積分回路に入力すると、図の右側に示すような信号Ｗ３
が得られる。この信号レベルは入力信号のエネルギーを
累積した値となる。このような受信信号は、図５を用い
て説明したように時間Ｐの間隔で入力する。従って、こ
こでは、図１に示した積分器６を時間Ｐの周期でゼロク
リアし、Ｐの時間だけ積分し、そのピーク値をスライス
レベルと比較して障害物有無の判定を行うようにする。FIG. 6 shows a signal waveform diagram output from the variable gain amplifier 5 and processed by the integrator 6. First, it is assumed that the variable gain amplifier 5 outputs the signal W1 shown in FIG. In this case, this signal is rectified to obtain a signal W2. When this is input to an integrating circuit comprising a resistor R and a capacitor C shown in the figure, a signal W3 as shown on the right side of the figure is obtained.
Is obtained. This signal level is a value obtained by accumulating the energy of the input signal. Such received signals are input at intervals of time P as described with reference to FIG. Therefore, here, the integrator 6 shown in FIG. 1 is cleared to zero at a period of time P, integrated for the time of P, and the peak value is compared with the slice level to determine the presence or absence of an obstacle.
【００２３】こうした信号Ｗ３のピーク値から障害物の
有無を判断するために、予めこのピーク値と比較をする
ためのスライスレベルを設定しておく必要がある。ここ
で、基準となるスライスレベルを図に示すようにＴ０と
する。そして、例えば８個の超音波送受信機が存在する
場合に、それぞれの受信信号に対するスライスレベルに
格差を付ける。従って、ある超音波送受信機の受信信号
については、図６に示すように加算値ｔを基準となるス
ライスレベルｔ０に加えて、スライスレベルＴ１を用意
する。これによって、その超音波送受信機の受信信号に
ついて障害物有無の判定を行う。障害物があれば受信信
号のレベルがスライスレベルより高く、障害物かなけれ
ばスライスレベルより低くなる。In order to determine the presence or absence of an obstacle from the peak value of the signal W3, it is necessary to set a slice level for comparison with the peak value in advance. Here, the reference slice level is T0 as shown in the figure. Then, for example, when there are eight ultrasonic transceivers, a difference is given to the slice level for each received signal. Accordingly, as shown in FIG. 6, a slice level T1 is prepared for the reception signal of a certain ultrasonic transceiver in addition to the slice level t0, which is based on the sum t. Thus, the presence / absence of an obstacle is determined for the reception signal of the ultrasonic transceiver. If there is an obstacle, the level of the received signal is higher than the slice level, and if there is no obstacle, it is lower than the slice level.
【００２４】一般に、超音波を発射し、反射波を受信し
て、その信号レベルが一定値以上あれば障害物があると
判断してよい。しかしながら、自走装置が走行する走行
路の環境は様々で、例えば超音波を吸収しやすい障害物
や超音波を反射しやすい壁面等が混在していることが少
なくない。従って、単なる周辺の壁面による反射波か、
障害物からの反射波かを明確に判定するために、この発
明の装置では複数の超音波送受信機を設け、それぞれの
受信信号に対するスライスレベルに格差を付けている。
そして、複数の超音波送受信機による判定結果を総合し
て、障害物の有無判断を行う。In general, an ultrasonic wave is emitted, a reflected wave is received, and if the signal level is equal to or more than a certain value, it may be determined that there is an obstacle. However, the environment of the traveling path on which the self-propelled device travels varies, and for example, obstacles that easily absorb ultrasonic waves and wall surfaces that easily reflect ultrasonic waves are often mixed. Therefore, it is just a reflected wave from the surrounding wall,
In order to clearly determine whether the signal is a reflected wave from an obstacle, a plurality of ultrasonic transceivers are provided in the apparatus of the present invention, and the slice level for each received signal is differentiated.
Then, the presence or absence of an obstacle is determined based on the determination results of the plurality of ultrasonic transceivers.
【００２５】図１に示すＡ／Ｄ変換器７は、積分器６の
出力をそのままディジタル信号に変換して判定部８に入
力する。同時に、スライスレベル選択部１２が選択した
様々なスライスレベルが判定部８に供給される。そし
て、該当するスライスレベルとの比較結果が自走装置の
制御用信号として中央処理ユニット９に向けて出力され
る。The A / D converter 7 shown in FIG. 1 converts the output of the integrator 6 into a digital signal as it is and inputs the digital signal to the decision unit 8. At the same time, various slice levels selected by the slice level selection unit 12 are supplied to the determination unit 8. Then, the result of comparison with the corresponding slice level is output to the central processing unit 9 as a control signal for the self-propelled device.
【００２６】図７には、判定部の入力信号とスライスレ
ベル選択動作の説明図を示す。図の（ａ）は、既に説明
した積分器６のクリア信号の出力タイミングを示す波形
図である。図に示すように、時間Ｐの周期でクリア信号
が出力されている。また、図の（ｂ）には、障害物がな
い場合の各超音波送受信機の受信信号を示した。図に示
す波形は積分器の波形で、それぞれクリア信号が出力さ
れた直前の時点をピーク値としている。このピーク値を
図に示すように、様々なスライスレベルＴ１〜Ｔ８と比
較する。FIG. 7 is an explanatory diagram of the input signal of the determination section and the slice level selection operation. (A) of the figure is a waveform diagram showing the output timing of the clear signal of the integrator 6 already described. As shown in the figure, a clear signal is output at a period of time P. FIG. 2B shows received signals of each ultrasonic transceiver when there is no obstacle. The waveform shown in the figure is the waveform of the integrator, and the peak value immediately before the output of the clear signal is used as the peak value. This peak value is compared with various slice levels T1 to T8 as shown in the figure.
【００２７】例えば、近距離の検知に対応するセンサの
受信信号をＳ１〜Ｓ３とする。これらについては、図６
を用いて説明した加算値ｔを大きくすることによって、
スライスレベルＴ１〜Ｔ３を高いレベルに維持してい
る。反射信号強度が比較的高いため、こうした判定によ
って近距離に障害物があるということを明確に判断す
る。For example, let S1 to S3 be the received signals of the sensor corresponding to the detection of the short distance. These are shown in FIG.
By increasing the addition value t described using
The slice levels T1 to T3 are maintained at a high level. Since the intensity of the reflected signal is relatively high, it is clearly determined from this determination that an obstacle is present at a short distance.
【００２８】一方、遠距離の検知に対応する超音波送受
信機の受信信号がＳ７，Ｓ８であるとすると、そのスラ
イスレベルＴ７，Ｔ８は最も低いレベルに設定してい
る。遠距離から反射して入力する信号のレベルが比較的
小さいためである。中距離についての超音波送受信機の
受信信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、それぞれ中程度のスライ
スレベルＴ４，Ｔ５，Ｔ６とされている。On the other hand, if the reception signals of the ultrasonic transceiver corresponding to the detection of the long distance are S7 and S8, the slice levels T7 and T8 are set to the lowest levels. This is because the level of a signal reflected and input from a long distance is relatively small. The reception signals S4, S5, S6 of the ultrasonic transceiver for the medium distance are set to medium slice levels T4, T5, T6, respectively.
【００２９】（ｃ）には、遠方に障害物がある場合の波
形図を示す。この図に示すように、各超音波送受信機の
受信信号Ｓ１〜Ｓ８のレベルはかなり小さい。そして、
自走装置から最も遠い場所の障害物を検知するための超
音波送受信機には、図に示すような受信信号Ｓ７，Ｓ８
が入力している。これをスライスレベルＴ７，Ｔ８と比
較することによって、遠方に障害物があると判断でき
る。即ち、他のこれより近い部分の障害物判定用信号
は、それぞれ十分にスライスレベルよりレベルが低い値
になっているから、遠方にのみ障害物があると判断でき
る。FIG. 3C shows a waveform chart when there is an obstacle in the distance. As shown in this figure, the levels of the reception signals S1 to S8 of each ultrasonic transceiver are considerably small. And
The ultrasonic transceiver for detecting an obstacle at the farthest place from the self-propelled device includes reception signals S7 and S8 as shown in the figure.
Is entered. By comparing this with the slice levels T7 and T8, it can be determined that there is an obstacle in the distance. That is, the other obstacle determination signals closer to this have sufficiently lower levels than the slice level, so that it can be determined that an obstacle exists only at a distant place.
【００３０】次に、図７（ｄ）には、近くに障害物があ
る場合の信号レベルを示す。図に示すように、近くに障
害物がある場合には、いずれの超音波送受信機にもその
障害物から比較的強い反射波が入力する。従って、全て
の受信信号Ｓ１〜Ｓ８のレベルがかなり高くなってい
る。そして、これらと各スライスレベルＴ１〜Ｔ８とを
比較することによって、比較的近い場所に障害物が存在
すると判断することができる。FIG. 7D shows signal levels when there is an obstacle nearby. As shown in the figure, when there is an obstacle nearby, a relatively strong reflected wave from the obstacle is input to any of the ultrasonic transceivers. Therefore, the levels of all the received signals S1 to S8 are considerably high. Then, by comparing these with the slice levels T1 to T8, it can be determined that an obstacle exists in a relatively close place.
【００３１】こうした判定を正確に行うには、予め障害
物がない状態で受信信号のパターンを取得して、更に障
害物を走行路上の任意の場所においた場合の受信信号の
パターンを取得して、スライスレベルの最適値を求めて
おくようにする。判定結果の組み合わせによって、どの
場所に障害物が存在するかといった判断が可能になる。In order to make such a determination accurately, a pattern of a received signal is acquired in advance in the absence of an obstacle, and a pattern of a received signal when an obstacle is placed at an arbitrary position on a traveling road is acquired. , The optimum value of the slice level is determined in advance. The combination of the determination results makes it possible to determine where the obstacle exists.
【００３２】次に、走行速度に応じた受信信号の処理に
ついて説明を行う。図８には、判定結果選択部の動作説
明図を示す。上記のように、図１に示したスライスレベ
ル選択部１２は、該当する小領域の障害物検知に適する
スライスレベルを、超音波送受信機毎に選択して、判定
部８に供給した。これにより、判定部の出力を総合し
て、障害物までの距離を検出できる。更に、自走装置が
高速で移動する場合と低速で移動する場合とでは、判定
部の出力の利用方法を選択する。Next, the processing of the received signal according to the traveling speed will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the determination result selection unit. As described above, the slice level selection unit 12 illustrated in FIG. 1 selects a slice level suitable for detecting an obstacle in a corresponding small area for each ultrasonic transceiver and supplies the selected slice level to the determination unit 8. Thus, the distance to the obstacle can be detected based on the output of the determination unit. Further, when the self-propelled device moves at a high speed and when it moves at a low speed, a method of using the output of the determination unit is selected.
【００３３】高速で走行する場合は、比較的遠方の障害
物も速やかに検出して早めに非常停止のためのブレーキ
をかける必要がある。一方、低速で走行する場合には、
近い場所の障害物のみを検出すれば足りる。逆に、遠方
の障害物まで検出すると、無駄な非常停止動作を行うこ
とになる。周囲に壁やその他のものが置かれているよう
な環境で自走装置を走行させる場合には、こうした低速
走行で不要な反射波を検知しない動作が必要になる。When traveling at a high speed, it is necessary to detect a relatively distant obstacle promptly and apply an emergency stop brake as soon as possible. On the other hand, when traveling at low speed,
It is sufficient to detect only obstacles in a nearby place. Conversely, if a distant obstacle is detected, a useless emergency stop operation is performed. When the self-propelled device travels in an environment where walls and other objects are placed around it, an operation that does not detect unnecessary reflected waves in such low-speed traveling is required.
【００３４】図８には、こうした判定結果選択部の動作
説明図を示す。図に示す信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，
…Ｓ８は、それぞれ図７に示した通り、近距離から遠距
離までの障害物検知用超音波送受信装置の受信信号とす
る。ここで、低速走行時には、最も自走装置に近い部分
の障害物を検知する超音波送受信機の出力を選択して走
行制御判断に使用する。即ち、図の信号Ｓ１とＳ２を判
断に使用し、その他の信号は無視する。これによって、
不要な雑音を阻止できる。また、高速走行時には全ての
超音波送受信機の出力を受け入れて判断に使用する。自
走装置から遠距離にある障害物検知が必要となるからで
ある。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of such a judgment result selecting section. The signals S1, S2, S3, S4 shown in FIG.
.. S8 are reception signals of the obstacle detecting ultrasonic transmission / reception device from a short distance to a long distance as shown in FIG. Here, at the time of low-speed running, the output of the ultrasonic transceiver for detecting the obstacle closest to the self-propelled device is selected and used for running control determination. That is, the signals S1 and S2 in the figure are used for the judgment, and the other signals are ignored. by this,
Unnecessary noise can be prevented. Also, at the time of high-speed running, the outputs of all the ultrasonic transceivers are accepted and used for determination. This is because it is necessary to detect an obstacle at a long distance from the self-propelled device.
【００３５】なお、ほぼ同一の構成の超音波送受信機を
用いて、近傍用と遠方用とを使い分けるには、例えばソ
ナーから発信する超音波のレベルを遠方用のものほど強
くしたり、あるいはビームを遠方用のものほど絞って送
信するといった方法がある。また、例えば例えば次のよ
うな設定を行えばよい。図９には、超音波ビームの向き
設定方法説明図を示す。図に示す自走装置１６は、走行
路１７に沿って走行するものとする。この場合、自走装
置１６の側壁に設けられた超音波送受信機は、それぞれ
少しずつ超音波ビーム２５の傾きを変えるようにして走
行路１７上の目的とする小領域に超音波を発射するよう
にする。これによって、各超音波送受信機は同じレベル
の同じ超音波信号を送出したとしても、それぞれ自己の
管轄する小領域から超音波信号を受信し処理することが
可能になる。It is to be noted that, in order to use the ultrasonic transmitter / receiver having substantially the same configuration for the near-wave and the far-wave, it is necessary to increase the level of the ultrasonic wave transmitted from the sonar for the far wave or to increase the level of the beam. There is a method of narrowing down and transmitting as far away as possible. Further, for example, the following settings may be made. FIG. 9 is a view for explaining a method of setting the direction of the ultrasonic beam. It is assumed that the self-propelled device 16 shown in FIG. In this case, the ultrasonic transmitter / receiver provided on the side wall of the self-propelled device 16 emits ultrasonic waves to a target small area on the traveling path 17 by slightly changing the inclination of the ultrasonic beam 25. To Accordingly, even if each ultrasonic transceiver transmits the same ultrasonic signal at the same level, it becomes possible to receive and process the ultrasonic signal from a small area under its own control.
【００３６】また、このように超音波を送出するソナー
は８個別々のものを用意するほうがよい。反射波を受信
する受信機は必ずしも８個設ける必要はなく、１個だけ
でもよい。また、各超音波送受信機の受信信号を全て加
算して処理するようにしても差し支えない。更に、上記
の説明では、金融機関の自動取引装置に取引媒体を補充
回収する自走装置についての説明を行ったが、自動的に
予め規定された走行路を走行する様々な装置について同
様の機能を付加し、誤りのない障害物検知が可能にな
る。It is better to prepare eight individual sonars for transmitting ultrasonic waves. It is not always necessary to provide eight receivers for receiving the reflected wave, and only one receiver may be provided. Further, all the received signals of the ultrasonic transceivers may be added and processed. Further, in the above description, the self-propelled device for replenishing and collecting the transaction medium to the automatic transaction device of the financial institution has been described. However, the same function is applied to various devices that automatically travel on a predetermined traveling path. Is added, and obstacle detection without errors becomes possible.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明した本発明の障害物検知装置に
よれば、自走装置前方の走行路を複数の小領域に分割し
て、これらの小領域内の障害物を検知するために設けら
れた超音波送受信機の出力を、それぞれ別々のスライス
レベルと比較して障害物無判定を行うので、遠方の障害
物と近くの障害物とを明確に区別して判断できる。特
に、遠方の障害物についてはスライスレベルを小さく
し、近くの障害物にはスライスレベルを大きくすること
によって、誤りのない判断ができる。According to the obstacle detection device of the present invention described above, the traveling path in front of the self-propelled device is divided into a plurality of small areas and provided to detect obstacles in these small areas. Since the determined outputs of the ultrasonic transceivers are compared with different slice levels to determine whether or not an obstacle is present, a distant obstacle and a nearby obstacle can be clearly distinguished and determined. In particular, an error-free determination can be made by reducing the slice level for distant obstacles and increasing the slice level for nearby obstacles.
【００３８】また、高速走行を行う場合には全ての超音
波送受信機の出力を使用して障害物判断を行い、低速走
行する場合には近くの障害物を検知する超音波出力装置
のみを利用して判断を行うことにより確実で誤りのない
障害物判断が可能となる。When traveling at high speed, obstacles are judged by using the outputs of all the ultrasonic transceivers. When traveling at low speed, only an ultrasonic output device that detects nearby obstacles is used. In this case, a reliable and error-free obstacle determination can be performed.
【図１】本発明の障害物検知装置具体例を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a specific example of an obstacle detection device according to the present invention.
【図２】本発明の装置を使用するシステムの概略図であ
る。FIG. 2 is a schematic diagram of a system using the apparatus of the present invention.
【図３】超音波送受信機のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of an ultrasonic transceiver.
【図４】各ソナーへの入力信号波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram of an input signal to each sonar.
【図５】超音波統合部へ入力する受信信号波形図であ
る。FIG. 5 is a waveform diagram of a reception signal input to an ultrasonic integration unit.
【図６】積分器で処理される信号波形図である。FIG. 6 is a signal waveform diagram processed by an integrator.
【図７】判定部の入力信号とスライスレベル選択動作の
説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an input signal of a determination unit and a slice level selection operation.
【図８】判定結果選択部の動作説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation of a determination result selection unit.
【図９】超音波ビームの向き設定方法説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an ultrasonic beam direction setting method.
１ 超音波送受信機 ２ 超音波分配部 ３ 超音波統合部 ４ 減算器 ５ 可変利得増幅器 ６ 積分器 ７ Ａ／Ｄ変換器 ８ 判定部 ９ 中央処理ユニット １１ タイミング制御部 １２ スライスレベル選択部 １３ 判定結果選択部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic transmitter / receiver 2 Ultrasonic distributor 3 Ultrasonic integration unit 4 Subtractor 5 Variable gain amplifier 6 Integrator 7 A / D converter 8 Judgment unit 9 Central processing unit 11 Timing control unit 12 Slice level selection unit 13 Judgment result Selection section
Claims (4)
うに構成されたものにおいて、 前記自走装置前方の走行路を複数の小領域に分割し、こ
れらの各小領域内の障害物をそれぞれ検知するために設
けられた対応する数の超音波送受信機と、 各超音波送受信機に対して、所定の順番に所定のタイミ
ングで超音波送受信指令を供給するタイミング制御部
と、 前記各超音波送受信機の受信信号を受け入れて、各超音
波送受信機毎に設定されたスライスレベルと比較して、
その比較結果を出力する判定部と、 自走装置から各小領域までの距離に応じて障害物の有無
を判断するための複数のスライスレベルを用意し、それ
らのスライスレベル中から、前記各超音波送受信機毎に
設定されたスライスレベルを選択して、所定のタイミン
グで前記判定部に供給する、スライスレベル選択部を備
えたことを特徴とする障害物検知装置。1. A self-propelled device configured to run on a predetermined traveling path, wherein the traveling path in front of the self-propelled device is divided into a plurality of small areas, and obstacles in each of these small areas are divided. A corresponding number of ultrasonic transceivers provided for detecting the respective, a timing control unit for supplying an ultrasonic transmission and reception command at a predetermined timing in a predetermined order for each ultrasonic transceiver, Accept the received signal of the ultrasonic transceiver, compare with the slice level set for each ultrasonic transceiver,
A determination unit that outputs the comparison result, and a plurality of slice levels for determining the presence or absence of an obstacle according to the distance from the self-propelled device to each small area are prepared. An obstacle detection device comprising: a slice level selection unit that selects a slice level set for each sound wave transceiver and supplies the slice level to the determination unit at a predetermined timing.
の受信信号全てについての判定結果を走行制御用の信号
として出力し、自走装置の走行速度が遅いときは、前記
超音波送受信機の受信信号の一部のみを走行制御用の信
号とするように判定結果を選択する判定結果選択部を備
えたことを特徴とする障害物検知装置。2. The device according to claim 1, wherein when the traveling speed of the self-propelled device is high, a result of determination on all the reception signals of the ultrasonic transceiver is output as a signal for traveling control, and the self-propelled device is driven. An obstacle, comprising: a determination result selection unit that selects a determination result so that only a part of the reception signal of the ultrasonic transceiver is used as a signal for traveling control when the traveling speed of the device is low. Detection device.
の障害物検知にはスライスレベルを大きくすることを特
徴とする障害物検知装置。3. The apparatus according to claim 1, wherein the slice level selecting unit decreases the slice level for detecting a distant obstacle, and increases the slice level for detecting a near obstacle. Obstacle detection device.
走行路上を走行して、前記各自動取引装置と接続して取
引媒体の補充回収を行う自走装置において、 この自走装置前方の走行路を複数の小領域に分割し、こ
れらの各小領域内の障害物をそれぞれ検知するために設
けられた対応する数の超音波送受信機と、 各超音波送受信機に対して、所定の順番に所定のタイミ
ングで超音波送受信指令を供給するタイミング制御部
と、 前記各超音波送受信機の受信信号を受け入れて、各超音
波送受信機毎に設定されたスライスレベルと比較して、
その比較結果を出力する判定部と、 自走装置から各小領域までの距離に応じて障害物の有無
を判断するための複数のスライスレベルを用意し、それ
らのスライスレベル中から、前記各超音波送受信機毎に
設定されたスライスレベルを選択して、所定のタイミン
グで前記判定部に供給する、スライスレベル選択部と、 自走装置の走行速度が速いときは、前記超音波送受信機
の受信信号全てについての判定結果を非常停止制御用の
信号として出力し、自走装置の走行速度が遅いときは、
前記超音波送受信機の受信信号の一部のみを非常停止制
御用の信号とするように判定結果を選択する判定結果選
択部を備えたことを特徴とする障害物検知装置。4. A self-propelled device that travels on a runway provided in the vicinity of a plurality of automatic transaction devices, connects to each of the automatic transaction devices, and replenishes and collects transaction media. The traveling path is divided into a plurality of small areas, and a corresponding number of ultrasonic transceivers provided for detecting obstacles in each of these small areas, respectively, A timing control unit that supplies an ultrasonic transmission / reception command at a predetermined timing in order, receiving a reception signal of each of the ultrasonic transmission / reception devices, and comparing with a slice level set for each ultrasonic transmission / reception device,
A determination unit that outputs the comparison result, and a plurality of slice levels for determining the presence or absence of an obstacle according to the distance from the self-propelled device to each small area are prepared. A slice level selection unit that selects a slice level set for each ultrasonic wave transceiver and supplies the slice level to the determination unit at a predetermined timing; and when the traveling speed of the self-propelled device is high, reception of the ultrasonic transceiver. The judgment results for all the signals are output as signals for emergency stop control, and when the traveling speed of the self-propelled device is low,
An obstacle detection device, comprising: a determination result selection unit that selects a determination result so that only a part of a reception signal of the ultrasonic transceiver is used as an emergency stop control signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9352084A JPH11175155A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Obstacle detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9352084A JPH11175155A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Obstacle detecting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11175155A true JPH11175155A (en) | 1999-07-02 |
Family
ID=18421678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9352084A Pending JPH11175155A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Obstacle detecting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11175155A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111095023A (en) * | 2017-09-13 | 2020-05-01 | 株式会社久保田 | Obstacle detection device |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP9352084A patent/JPH11175155A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111095023A (en) * | 2017-09-13 | 2020-05-01 | 株式会社久保田 | Obstacle detection device |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |