特許 6647524 エリアセンサ及び外部記憶装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6647524

(24)【登録日】2020年1月17日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】エリアセンサ及び外部記憶装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/42 20060101AFI20200203BHJP

   G05D 1/02 20200101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   G01S17/42

   G05D1/02 L

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-210602(P2015-210602)

(22)【出願日】2015年10月27日

(65)【公開番号】特開2017-83251(P2017-83251A)

(43)【公開日】2017年5月18日

【審査請求日】2018年5月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000242600

【氏名又は名称】北陽電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107478

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 薫

(72)【発明者】

【氏名】ワグル サントシュ

(72)【発明者】

【氏名】東 俊哉

【審査官】 藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０６４６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９０５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１１８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７６２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８２７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４６０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００８５０７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／４８− ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００−１７／９５

Ｇ０１Ｃ ３／０６

Ｇ０５Ｄ １／００− １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

監視エリアに向けて測定光を走査するとともに前記測定光に対する反射光を検知するセンサ部と、前記センサ部を制御して前記センサ部からの出力信号に基づいて得られる前記監視エリア内の物体情報を含むセンサ情報を外部機器に出力するシステム制御部とを備えているエリアセンサであって、
可搬性の外部記憶装置を接続可能なメモリインタフェースを備えるとともに、前記システム制御部に前記センサ部を制御するセンサ制御部と前記外部記憶装置をアクセスするメモリ制御部を備え、
前記メモリ制御部は、前記外部記憶装置に記憶された命令に基づいて読込処理または書込処理の何れか一方または双方を実行するように構成されているエリアセンサ。

【請求項2】

前記メモリインタフェースに前記外部記憶装置が接続されたときに、前記システム制御部のうち前記メモリ制御部を優先して作動させる起動処理部を備えている請求項１記載のエリアセンサ。

【請求項3】

前記メモリ制御部は、前記外部記憶装置に記憶された識別コードと前記エリアセンサに固有に設定された識別コードを照合する認証処理を実行するように構成されている請求項１または２記載のエリアセンサ。

【請求項4】

前記メモリ制御部は、前記認証処理で前記識別コードが一致した場合に、前記外部記憶装置に前記識別コードに関連付けて記憶された命令に基づいて読込処理または書込処理の何れかまたは双方を実行するように構成されている請求項３記載のエリアセンサ。

【請求項5】

前記システム制御部は、前記エリアセンサの動作プログラムを記憶するプログラム記憶領域と前記監視エリアに関連する情報を記憶するデータ記憶領域とに区分けされた記憶部と、前記記憶部のプログラム記憶領域に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、を備えて構成され、
前記メモリ制御部は、前記プログラム記憶領域に記憶されたプログラムのうち前記外部記憶装置に対するアクセスプログラムと、前記アクセスプログラムを実行する前記ＣＰＵとで構成され、
前記メモリ制御部は、前記外部記憶装置に記憶された命令に基づいて前記外部記憶装置から更新プログラムを読み出して前記プログラム記憶領域に当該更新プログラムを書き込み若しくは前記外部記憶装置から制御情報を読み出して前記データ記憶領域に当該制御情報を書き込む読込処理を実行し、または前記センサ制御部により前記データ記憶領域に記憶されたセンサ情報若しくは前記データ記憶領域に記憶された制御情報を読み出して前記外部記憶装置に書き込む書込処理を実行する請求項３または４記載のエリアセンサ。

【請求項6】

前記制御情報は、監視エリアを区画するエリア情報、監視エリアの数を規定するエリア数情報、前記外部機器に出力されたセンサ情報を保持するインターロック情報、前記外部機器に出力されたセンサ情報を自動または手動でリセットするリスタート情報、前記エリアセンサがネットワーク接続された場合にマスタまたはスレーブの何れで動作するかを規定するマスタースレーブ情報の何れかが含まれる請求項５記載のエリアセンサ。

【請求項7】

前記センサ情報は、前記センサ部からの出力信号、前記出力信号に基づいて得られる前記監視エリア内の物体情報が含まれる請求項５または６記載のエリアセンサ。

【請求項8】

請求項１から７の何れかに記載のエリアセンサに接続される外部記憶装置であって、
書込処理または読込処理の対象となるエリアセンサを特定する単一または複数の識別コードと、各識別コードに関連付けた書込命令または読込命令と、書込命令または読込命令の対象となるデータを特定するデータ特定情報とが記憶されている外部記憶装置。

【請求項9】

前記外部記憶装置に、可搬性のＳＤメモリ、ＵＳＢメモリ、ハードディスクの何れから含まれる請求項８記載の外部記憶装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、監視エリアに向けて測定光を走査するとともに前記測定光に対する反射光を検知するセンサ部と、前記センサ部を制御して前記センサ部からの出力信号に基づいて得られる前記監視エリア内の物体情報を含むセンサ情報を外部機器に出力するシステム制御部とを備えているエリアセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

エリアセンサに組み込まれるセンサ部はＴＯＦ（Time of Flight）方式またはＡＭ（amplitude modulation）方式が採用された測距装置で構成され、このようなセンサ部はシステム制御部によって制御される。

【0003】

エリアセンサは、ロボットや無人搬送車の視覚センサ、或いは自動ドアの開閉センサや監視対象領域への進入者の有無を検出する監視センサ、さらには、危険な装置に人や物が近づくのを検出すると機械を安全に停止する安全センサ等に利用されている。

【0004】

ＴＯＦ方式は、監視エリアに向けて出力したパルス状のレーザ光である測定光と、測定光に対する物体からの反射光との検出時間差Δｔに基づいて、エリアセンサから監視エリア内に存在する物体までの距離を算出する方式で、以下の数式を用いて距離Ｄが算出される。尚、式中、Ｃは光速である。
Ｄ＝Δｔ・Ｃ／２

【0005】

ＡＭ方式は、測定光が振幅変調され、監視エリアに向けて出力した測定光と、測定光に対する物体からの反射光との位相差Δφに基づいて、エリアセンサから監視エリア内に存在する物体までの距離を算出する方式で、以下の数式を用いて距離Ｄが算出される。尚、式中、Ｃは光速、ｆは変調周波数である。
Ｄ＝Δφ・Ｃ／（４π・ｆ）

【0006】

特許文献１には、無人搬送車に取り付けられ、その周囲を放射状に分割した所定の角度範囲毎に、検出物体までの距離を測定する非接触式の距離測定器と、前記距離測定器の測定範囲に、指定した複数の境界点を結ぶ線により区画される検出エリアを複数パターン登録する検出エリア登録手段と、無人搬送車の走行区間毎に、検出エリア登録手段に登録された複数の検出エリアのパターンの中から使用するパターンを選択して設定する使用パターン設定手段と、無人搬送車の走行中に、距離測定器で所定の角度範囲毎に測定された検出物体までの距離が、現在の走行区間に設定された検出エリアの範囲内にあるとき、障害物検出の出力を発生する判定手段とを具備したことを特徴とする無人搬送車の障害物検出センサが開示されている。

【0007】

また、特許文献２には、レーザ光を使用したレーザ計測システムにおけるレーザスキャナのデータ設定及び計測結果の取得を遠隔から行うようにしたレーザスキャナ設定取得方法において、レーザ光を発射する発光部と発射したレーザ光の反射光を受光する受光部とを有するレーザ計測装置に、レーザ光の発光時と反射光の受光時との時間差により測定対象物までの距離を計測する距離計側部からの計測信号を遠隔制御装置に無線通信によって送信する一方、遠隔制御装置からの制御信号をレーザ計測装置に無線通信によって送信することにより、遠隔制御装置で、レーザ計測装置によって計測された計測結果の取得とレーザ計測装置に設定すべき信号の制御とを行うようにしたことを特徴とする無線方式レーザスキャナ設定取得方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００２−２１５２３８号公報

【特許文献2】特開２０１３−９６８６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、特許文献１に記載された障害物検出センサに検出エリア、つまり監視エリアを登録するためには、予めパーソナルコンピュータ上で専用の監視エリア設定ソフトウェアを起動して複数の監視エリアを生成し、その後障害物検出センサとパーソナルコンピュータとを通信線で接続して、パーソナルコンピュータで作成した監視エリアを規定するデータを障害物検出センサに備えたメモリに格納する必要があった。

【0010】

このようにそれぞれの障害物検出センサにパーソナルコンピュータを接続してそれぞれ監視エリアを設定する一連の手順は非常に煩雑であるという問題があった。

【0011】

また、障害物検出センサを出荷後に障害物検出センサの制御プログラムが改良等された場合に、個々の障害物検出センサに備えたフラッシュＲＯＭに格納された制御プログラムを変更するために、同様にパーソナルコンピュータを接続して制御プログラムを更新する必要があり、同様の問題があった。

【0012】

特許文献２に記載された無線方式レーザスキャナ設定取得方法を採用すると、個々の障害物検出センサにパーソナルコンピュータを接続するという操作が不要になるものの、パーソナルコンピュータを障害物検出センサの設置環境に持ち運ぶ必要があり、その都度通信回線を確立した後に監視エリアを規定するデータや更新プログラムを送信する必要がある点で、やはり煩雑であるという問題があった。

【0013】

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、パーソナルコンピュータのような嵩張る装置を用いずに、エリアセンサに必要な情報を書込み、またエリアセンサから必要な情報を読み出すことができるエリアセンサ及び外部記憶装置を提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上述の目的を達成するため、本発明によるエリアセンサの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、監視エリアに向けて測定光を走査するとともに前記測定光に対する反射光を検知するセンサ部と、前記センサ部を制御して前記センサ部からの出力信号に基づいて得られる前記監視エリア内の物体情報を含むセンサ情報を外部機器に出力するシステム制御部とを備えているエリアセンサであって、可搬性の外部記憶装置を接続可能なメモリインタフェースを備えるとともに、前記システム制御部に前記センサ部を制御するセンサ制御部と前記外部記憶装置をアクセスするメモリ制御部を備え、前記メモリ制御部は、前記外部記憶装置に記憶された命令に基づいて読込処理または書込処理の何れか一方または双方を実行するように構成されている点にある。

【0015】

外部記憶装置に予め必要な命令を記憶しておけば、メモリ制御部によってそのエリアセンサに対して必要な処理が自動的に行なわれるようになり、外部記憶装置を柔軟に活用できるようになる。

【0016】

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記メモリインタフェースに前記外部記憶装置が接続されたときに、前記システム制御部のうち前記メモリ制御部を優先して作動させる起動処理部を備えている点にある。

【0017】

メモリインタフェースに可搬性の外部記憶装置をセットすると、起動処理部によってシステム制御部の備えたメモリ制御部がセンサ制御部に優先して作動するように制御され、外部記憶装置とエリアセンサとの間でデータの授受が可能になる。このような外部記憶装置は可搬性であるため、様々な環境に設置されたエリアセンサであっても極めて手軽に運搬でき、また着脱操作できるので、利便性が著しく向上するようになった。

【0018】

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記メモリ制御部は、前記外部記憶装置に記憶された識別コードと前記エリアセンサに固有に設定された識別コードを照合する認証処理を実行するように構成されている点にある。

【0019】

メモリ制御部によって、外部記憶装置に記憶された識別コードとエリアセンサに固有に設定された識別コードとが照合され、エリアセンサに対する外部記憶装置の正当性が評価されるので、その結果に基づいて必要な処理を進めることができるようになり、安全性を高めることができるようになる。

【0020】

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記メモリ制御部は、前記認証処理で前記識別コードが一致した場合に、前記外部記憶装置に記憶された命令に基づいて読込処理または書込処理の何れか一方または双方を実行するように構成されている点にある。

【0021】

外部記憶装置に記憶された識別コードとエリアセンサに固有に設定された識別コードとが照合され両者が一致すると、メモリ制御部によって真正な外部記憶装置が装着されたと判定され、外部記憶装置に記憶された命令に基づいて読込処理または書込処理が実行される。従って、上述したように外部記憶装置に予め必要な命令を記憶しておけば、メモリ制御部によってそのエリアセンサに対して必要な処理が自動的に行なわれるようになり、外部記憶装置を柔軟に活用できるようになる。

【0022】

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第二または第三の特徴構成に加えて、前記メモリ制御部は、前記認証処理で前記識別コードが一致した場合に、前記外部記憶装置に前記識別コードに関連付けて記憶された命令に基づいて読込処理または書込処理の何れかまたは双方を実行するように構成されている点にある。

【0023】

外部記憶装置に記憶される命令が識別コードに関連付けて記憶されることで、識別コード毎に固有の処理が可能になる。換言すると、同じ外部記憶装置が各エリアセンサに装着されても、エリアセンサ毎に固有の処理が行なわれるようになるので、外部記憶装置をより一層、柔軟に活用できるようになる。

【0024】

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第三または第四の特徴構成に加えて、前記システム制御部は、前記エリアセンサの動作プログラムを記憶するプログラム記憶領域と前記監視エリアに関連する情報を記憶するデータ記憶領域とに区分けされた記憶部と、前記記憶部のプログラム記憶領域に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、を備えて構成され、前記メモリ制御部は、前記プログラム記憶領域に記憶されたプログラムのうち前記外部記憶装置に対するアクセスプログラムと、前記アクセスプログラムを実行する前記ＣＰＵとで構成され、前記メモリ制御部は、前記外部記憶装置に記憶された命令に基づいて前記外部記憶装置から更新プログラムを読み出して前記プログラム記憶領域に当該更新プログラムを書き込み若しくは前記外部記憶装置から制御情報を読み出して前記データ記憶領域に当該制御情報を書き込む読込処理を実行し、または前記センサ制御部により前記データ記憶領域に記憶されたセンサ情報若しくは前記データ記憶領域に記憶された制御情報を読み出して前記外部記憶装置に書き込む書込処理を実行する点にある。

【0025】

記憶部のプログラム記憶領域に記憶された外部記憶装置に対するアクセスプログラムと、当該アクセスプログラムを読み出して実行するＣＰＵとでメモリ制御部が構成される。そして、メモリ制御部は、外部記憶装置に記憶された命令が読込命令であれば、外部記憶装置から更新プログラムを読み出してプログラム記憶領域に当該更新プログラムを書き込み、制御情報を読み出してデータ記憶領域に当該制御情報を書き込む。また、メモリ制御部は、外部記憶装置に記憶された命令が書込命令であれば、データ記憶領域に記憶されたセンサ情報若しくはデータ記憶領域に記憶された制御情報を読み出して外部記憶装置に書き込む。つまり、読込処理が実行されると外部記憶装置に記憶されたプログラムでエリアセンサの動作プログラムが更新処理され、或いは制御情報が設定される。そして、書込処理が実行されるとエリアセンサの記憶部に記憶されているセンサ情報または制御情報が外部記憶装置に吸上げられる。

【0026】

同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第五の特徴構成に加えて、前記制御情報は、監視エリアを区画するエリア情報、監視エリアの数を規定するエリア数情報、前記外部機器に出力されたセンサ情報を保持するインターロック情報、前記外部機器に出力されたセンサ情報を自動または手動でリセットするリスタート情報、前記エリアセンサがネットワーク接続された場合にマスタまたはスレーブの何れで動作するかを規定するマスタースレーブ情報の何れかが含まれる点にある。

【0027】

読込処理が実行される場合に、制御情報がエリア情報であればエリアセンサに監視エリアが設定され、制御情報がエリア数情報であれば監視エリア数が設定され、制御情報がインターロック情報であれば、監視エリアで物体が検知された状態が維持され、制御情報がリスタート情報であれば監視エリアで物体が検知された状態が自動または手動でリセットされる。つまり監視エリアに物体が検出されなくなるとその状態が自動でリセットされ、或いはスイッチ入力操作等の手動でリセットされる。また、制御情報がマスタースレーブ情報であれば、複数のエリアセンサが接続される場合にマスターエリアセンサとして動作するのかスレーブエリアセンサとして動作するのかが設定される。

【0028】

書込処理が実行される場合、そのエリアセンサに設定されていた制御情報が外部記憶装置に記憶される。外部記憶装置に記憶された制御情報は、例えばその後に他のエリアセンサに対する制御情報として再利用されるようになる。

【0029】

同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第五または第六の特徴構成に加えて、前記センサ情報は、前記センサ部からの出力信号、前記出力信号に基づいて得られる前記監視エリア内の物体情報が含まれる点にある。

【0030】

データ記憶領域に記憶され外部記憶装置に書き込まれるセンサ情報として、センサ部からの出力信号、出力信号に基づいて得られる監視エリア内の物体情報が履歴情報として吸上げられる。

【0031】

本発明による外部記憶装置の第一の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述した第一から第七の何れかの特徴構成を備えたエリアセンサに接続される外部記憶装置であって、書込処理または読込処理の対象となるエリアセンサを特定する単一または複数の識別コードと、各識別コードに関連付けた書込命令または読込命令と、書込命令または読込命令の対象となるデータを特定するデータ特定情報とが記憶されている点にある。

【0032】

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記外部記憶装置に、可搬性のＳＤメモリ、ＵＳＢメモリ、ハードディスクの何れから含まれる点にある。

【発明の効果】

【0033】

以上説明した通り、本発明によれば、パーソナルコンピュータのような嵩張る装置を用いずに、エリアセンサに必要な情報を書込み、またエリアセンサから必要な情報を読み出すことができるエリアセンサ及び外部記憶装置を提供することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】（ａ）は本発明によるエリアセンサの斜視図、（ｂ）は同側面図

【図2】エリアセンサの内部構造を示す説明図

【図3】監視エリアの一例を示す説明図

【図4】エリアセンサを構成するセンサ部とシステム制御部の機能ブロック構成図

【図5】外部記憶装置に記憶されたデータマップの説明図

【図6】外部記憶装置とエリアセンサとのデータの授受の手順を示すフローチャート

【図7】別実施形態を示し、センサ部とシステム制御部の機能ブロック構成図

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、本発明によるエリアセンサ及び外部記憶装置について説明する。
図１（ａ），（ｂ）には、エリアセンサ２の外観が示され、図２にはレーザセンサ２の内部構造が示されている。本実施形態では、エリアセンサ２が製造現場等で資材等を搬送する無人搬送車（以下、「ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）」と記す。）のような移動体に搭載され、走行経路上の障害物を検出するための安全センサとして用いられる場合を説明する。

【0036】

図１（ａ），（ｂ）に示すように、レーザセンサ２は、略直方体形状の下部ケーシング２Ａと、逆円錐台形状の光学窓２Ｂを備えた上部ケーシング２Ｃを備えている。下部ケーシング２Ａの背面には、ＬＡＮ用の通信コネクタＣＮ１が設けられ、さらに複数本の信号線で構成される入出力ケーブルＳが延出されている。

【0037】

下部ケーシング２Ａの正面には、エリアセンサ２の動作状態を示す２桁のセグメント表示部２Ｅと、セグメント表示部２Ｅを挟んで左右に各３つのＬＥＤが配列されたモニタ表示部２Ｆが設けられている。

【0038】

さらにモニタ表示部の下方に開閉カバーで覆われたＳＤカードコネクタ２ＧとＵＳＢコネクタ２Ｈが配置されている。

【0039】

図２に示すように、エリアセンサ２は、発光部３と、受光部４と、偏光ミラー５と、走査機構６と、受光レンズ７と、制御基板８等を備えている。

【0040】

上部ケーシング２Ｃの上面内壁に設置されたモータ６０と、モータ６０の回転状態を検知するエンコーダ６１を備えて走査機構６が構成され、モータ６０の回転軸に対して４５度の傾斜角度で偏光ミラー５が回転可能に回転軸に取り付けられている。当該エンコーダ６１が測定光の走査角度検出部として機能する。

【0041】

モータ６０の回転軸と同軸心上に発光部３と受光部４が配置されている。発光部３は近赤外域の発光波長のレーザダイオード３ａと、投光レンズ３ｂを備えている。受光部４はフォトダイオード４ａと増幅回路４ｂを備えて構成され、下部ケーシング２Ａの底部に配置された制御基板８に配置されている。

【0042】

また、制御基板８には、エンコーダ６１からの信号に基づいてモータ６０を駆動制御し、所定時期にレーザダイオード３ａを発光制御し、受光部４で受光された信号を処理する信号処理部と、エリアセンサ２を制御するシステム制御部が設けられている。

【0043】

四本の脚部７１を備えたレンズホルダ７０の鍔部７２に受光レンズ７の周部が固定され、受光レンズ７の光軸中心に形成された円筒状の切欠き部７ａに筒状の投光レンズホルダ３Ｂが挿入され、当該投光レンズホルダ３Ｂに投光レンズ３ｂが保持され、上方からレンズ押え３Ｃで固定されている。

【0044】

投光レンズホルダ３Ｂの下端部にレーザダイオード３ａが配置され、レーザダイオード３ａがマウントされた矩形形状の基板３ｄの端部がレンズホルダ７０の鍔部７２にボルト固定されている。また、レンズホルダ７０の四本の脚部７１によって制御基板８が固定されている。

【0045】

発光部３から出力されたパルス状の測定光は、投光レンズ３ｂによりビーム整形されて偏光ミラー５に入射する。当該測定光はモータ６０で回転駆動される偏光ミラー５で偏光反射されて光学窓２Ｂを透過して、監視エリアＲへ向けて走査される。

【0046】

測定光に対する反射光が、光学窓２Ｂから偏光ミラー５に入射し、さらに受光レンズ７によって受光部４に向けて集光され、受光部４で光信号が電気信号に変換されて信号処理部に入力される。

【0047】

上述した発光部３と、受光部４と、偏光ミラー５と、走査機構６と、受光レンズ７と、制御基板８に備えた信号処理部によって、監視エリアＲに向けて測定光を走査するとともに測定光に対する反射光を検知するセンサ部１０が構成されている。

【0048】

図４には、センサ部１０とシステム制御部２０の機能ブロックが示されている。センサ部１０に組み込まれた信号処理部９はデジタルシグナルプロセッサ等の演算回路を備えて構成され、距離演算部９Ａ、補正処理部９Ｂ、補正データ記憶部９Ｃ、パルス信号生成部９Ｄの各機能ブロックを備えている。

【0049】

パルス信号生成部９Ｄは、走査角度検出部となるエンコーダ６１からのパルスに同期して所定のインタバルで発光部３からパルス状の測定光が出力されるように制御する。当該測定光が任意の物体表面で反射した反射光が受光部４で受光される。

【0050】

距離演算部９Ａは、測定光の出力タイミングから反射光の検出タイミングまでの遅延時間に基づいてエリアセンサ２から測定光の反射位置までの距離を算出する。

【0051】

補正処理部９Ｂは、距離演算部９Ａで算出された距離を、補正データ記憶部９Ｃに記憶された補正データに基づいて補正した距離を最終の距離データとしてシステム制御部２０に出力する。

【0052】

尚、補正データは、個々のエリアセンサ２の製造誤差、受光部４に用いられるフォトダイオード４ａの応答特性等に起因する誤差を吸収するためのデータで、エリアセンサ２の内部に設けられた基準反射板に照射した測定光とそのときの反射光の検出タイミングに基づいて算出される値である。

【0053】

システム制御部２０は、フラッシュＲＯＭ内蔵のマイクロコンピュータ及び周辺回路で構成されている。周辺回路には通信インタフェース２３（以下、「通信Ｉ／Ｆ」と記す。）、メモリインタフェース３０（以下、「メモリＩ／Ｆ」と記す。）等が含まれる。フラッシュＲＯＭが本発明の記憶部２１となり、フラッシュＲＯＭに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵにより本発明のセンサ制御部２２Ｂ及びメモリ制御部２２Ｃを含む機能ブロック２２が実現される。

【0054】

機能ブロック２２には、他に通信Ｉ／Ｆ２３を制御する通信Ｉ／Ｆ制御部２２Ａ、センサ部１０を制御するセンサ制御部２２Ｂ、メモリインタフェース３０を制御するメモリ制御部２２Ｃが含まれる。

【0055】

通信Ｉ／Ｆ２３には、複数の入力信号線及び出力信号線が接続される信号入出力ポートと、ＲＳ４８５に対応した通信線が接続されるシリアル信号ポートと、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルでネットワーク接続するＬＡＮポートが備わっている。

【0056】

信号入出力ポートに図１（ｂ）の入出力ケーブルＳが接続されている。入出力ケーブルＳの一部にＲＳ４８５に対応したツイストペアの通信線が含まれ、当該通信線がシリアル信号ポートに接続されている。また、ＬＡＮケーブルのコネクタが図１（ｂ）の通信コネクタＣＮ１に接続されている。

【0057】

メモリインタフェース３０は、可搬性の記憶媒体を接続するためのインタフェースで、図１（ａ）のＳＤカードコネクタ２ＧとＵＳＢコネクタ２Ｈを備えている。ＳＤカードコネクタ２Ｇに装着される可搬性の記憶媒体としてＳＤメモリが用いられ、ＵＳＢコネクタ２Ｈに装着される可搬性の記憶媒体としてＵＳＢメモリやハードディスク等が用いられる。

【0058】

記憶部２１はプログラム記憶領域２１Ｆとデータ記憶領域２１Ａ〜２１Ｅに区画されている。プログラム記憶領域には、センサ制御部２２ＢとしてＣＰＵを機能させるセンサ制御プログラムと、メモリ制御部２２ＣとしてＣＰＵを機能させるメモリ制御プログラムが格納されている。

【0059】

データ記憶領域は、エリアセンサ２の動作モードを設定するパラメータが記憶されたパラメータ記憶領域２１Ａ、エリアセンサ２の監視エリアが設定された監視エリア記憶領域２１Ｂ、センサ部１０から入力された距離データつまり所定の走査角度ごとの距離データが記憶される距離データ記憶領域２１Ｃ、センサ部１０から入力された距離データに基づいて外部機器に出力されたセンサ情報の履歴が記憶された履歴データ記憶領域２１Ｄ、エリアセンサを固有に識別するＩＤや製造番号等の識別コードが記憶される識別コード記憶領域２１Ｅ等に区画されている。

【0060】

パラメータ記憶領域２１Ａには、監視エリアの数を規定するエリア数情報、外部機器に出力されたセンサ情報を保持するインターロック情報、外部機器に出力されたセンサ情報を自動または手動でリセットするリスタート情報、前記エリアセンサがネットワーク接続された場合にマスタまたはスレーブの何れで動作するかを規定するマスタースレーブ情報が記憶されている。

【0061】

監視エリア記憶領域２１Ｂには、エリアセンサ２で監視されるエリアを画定するデータが記憶されている。監視エリアは上述のエリア数情報に対応して設定され、例えばエリア数が２であれば２つの監視エリアが設定される。

【0062】

図３には、ＡＧＶ１に搭載されたエリアセンサ２に２つの監視エリアＲ１，Ｒ２が設定された例が示されている。人間や障害物等の進入体の有無を検知するために、ＡＧＶ１に近接する第１監視エリアＲ１と、第１監視エリアＲ１に隣接し第１監視エリアＲ１よりもＡＧＶ１から離隔した第２監視エリアＲ２の２エリアがＡＧＶ１の進行方向に向けて設定されている。尚、図３に一点鎖線で示されたエリアはエリアセンサ２により検知可能なエリアであり、このエリア内に監視エリアが設定される。

【0063】

例えば、エリアセンサ２によって第２監視エリアＲ２で人または障害物等の進入体が検知されると、ＡＧＶ１の制御部に警告信号が出力される。当該信号を受信したＡＧＶ１の制御部は、衝突を回避するために音や光等の警報信号を出力し、或いはＡＧＶ１を減速制御して停止させる。

【0064】

例えば、エリアセンサ２によって第１監視エリアＲ１で人または障害物等の進入体が検知されると、ＡＧＶ１の制御部に非常停止信号が出力される。当該信号を受信したＡＧＶ１の制御部は、衝突を回避するために即時停止するための緊急停止制御が実行される。

【0065】

エリアセンサ２の起動時にセンサ制御部２２Ｂは、走査角度検出部６１から入力されるエンコーダパルスに基づいてモータ６０の回転数が一定になるようにモータ制御回路６２を駆動制御し、モータ６０が立ち上がると信号処理部９に対して測距処理の起動指令を出力する。

【0066】

信号処理部９から所定の走査角度ごとの距離データが入力されると、センサ制御部２２Ｂは、各距離データが監視エリア記憶領域２１Ｂに設定された監視エリア内を示す距離データか否かを判断し、監視エリア内を示す距離データであれば通信Ｉ／Ｆ２３を介して外部機器に警告信号や非常停止信号等必要な信号を出力するとともに、その履歴を履歴データ記憶領域２１Ｅに記憶する。

【0067】

このとき、パラメータ記憶領域２１Ａにインターロック情報がセットされていれば、その後の測距により監視エリア内を示す距離データが存在しない場合でも、非常停止信号等の出力状態が維持される。

【0068】

パラメータ記憶領域２１Ａにインターロック情報がセットされておらず、自動リスタート情報がセットされていれば、その後の測距により監視エリア内を示す距離データが存在しない場合に非常停止信号等の出力状態がリセットされ、手動リスタート情報がセットされていれば、その後の測距により監視エリア内を示す距離データが存在しない場合に、手動リセット信号が通信Ｉ／Ｆ２３を介して入力された時点で非常停止信号等の出力状態がリセットされる。

【0069】

複数のエリアセンサ２がＡＧＶ１に搭載され、各エリアセンサ２がＲＳ４８５に対応した通信線で接続される場合、パラメータ記憶領域２１Ａにマスタとして設定されたエリアセンサ２がＡＧＶ１の制御部と接続され、マスタとして設定されたエリアセンサ２は、スレーブとして設定された他のエリアセンサ２から出力される警告信号や非常停止信号を通信線を介して取得してＡＧＶ１の制御部に出力するようになる。

【0070】

パラメータ記憶領域２１Ａに記憶されるパラメータや、監視エリア記憶領域２１Ｂに記憶される監視エリア等のデータは、通常は通信コネクタＣＮ１に接続されたパーソナルコンピュータを介して設定入力されるように構成されている。

【0071】

また、プログラム記憶領域２１Ｆに記憶されたプログラムを更新する場合にもパーソナルコンピュータを介してプログラムが書き換えられるように構成されている。

【0072】

しかし、各エリアセンサ２にパーソナルコンピュータを接続してデータを設定入力すると非常に煩雑な作業が強いられるため、本発明によるエリアセンサ２では、可搬性の外部記憶装置を介してデータの設定や読出し、或いはプログラムの更新が可能になるように構成されている。

【0073】

メモリＩ／Ｆ３０に外部記憶装置として、例えばＳＤメモリが接続されると、メモリＩ／Ｆ３０からＣＰＵに割込み信号が出力され、通常状態で作動しているセンサ制御部２２Ｂに優先してメモリ制御部２２Ｃが作動して、ＳＤメモリとエリアセンサ２との間でデータの授受が可能な状態に移行するように構成されている。

【0074】

メモリ制御部２２Ｃは、ＳＤメモリに記憶された識別コードとエリアセンサ２の識別コード記憶領域２１Ｅに記憶された固有の識別コードを照合する認証処理を実行し、双方の識別コードが一致した場合に、ＳＤメモリに記憶された命令に基づいて読込処理または書込処理の何れか一方または双方を実行するように構成されている。

【0075】

ＳＤメモリには、エリアセンサ２のパラメータ記憶領域２１Ａに設定するデータ、監視エリア記憶領域２１Ｂに設定する監視エリアデータ、プログラム記憶領域２１Ｆのプログラムを更新する更新プログラム等が予め格納され、距離データ記憶領域２１Ｃに記憶された距離データや、履歴データ記憶領域２１Ｄに記憶された履歴データを格納するデータ格納領域が設定されている。

【0076】

さらに、ＳＤメモリには、各エリアセンサ２の記憶部２１にデータまたは更新プログラムを書込むのか、エリアセンサ２の記憶部２１からデータを読み出すのかを指定する命令コードと、書込みまたは読出し対象となるデータ種別及びロケーションを指定する条件コードが、各エリアセンサ２の識別コードに関連付けて設定されている。

【0077】

メモリ制御部２２Ｃは、認証処理により識別コード記憶領域２１Ｅに設定されている識別コードがＳＤメモリに記憶されていると、真正なＳＤメモリが接続されたと判断して、次に識別コードに関連付けられた命令コードと条件コードを読み出して、対応する処理を自動的に実行する。

【0078】

具体的に、メモリ制御部２２Ｃは、ＳＤメモリに記憶された命令がプログラム読込命令であれば、ＳＤメモリから更新プログラムを読み出して記憶部２１のプログラム記憶領域に当該更新プログラムを書き込み、ＳＤメモリに記憶された命令がデータ読込命令であれば、ＳＤメモリから制御情報を読み出してデータ記憶領域に当該制御情報を書き込む。

【0079】

また、ＳＤメモリに記憶された命令がデータ書込命令であれば、メモリ制御部２２Ｃは、記憶部２１に記憶されているセンサ情報または制御情報を読み出してＳＤメモリに当該情報を書込み処理する。

【0080】

つまり、個別のエリアセンサ２にＳＤメモリを装着することにより、エリアセンサ２に必要な監視エリアの設定やパラメータの設定が行なえ、さらに制御プログラムの更新処理が行なえるようになる。

【0081】

また、既に監視エリアが設定されているエリアセンサ２からＳＤメモリに監視エリアを設定するデータを吸上げることにより、当該データを他のエリアセンサ２に設定することも可能になる。

【0082】

真正なＳＤメモリが接続されたと判断し、識別コードに関連付けられた命令コードと条件コードを読み出した場合に、対応する処理を自動的に実行するようにメモリ制御部２２Ｃを構成するのではなく、起動処理部３１に接続された外部操作スイッチの操作状態に従って対応する処理を実行するようにメモリ制御部２２Ｃを構成してもよい。例えば、図４の例では、起動処理部３１に書込み信号を入力するスイッチを操作すると書込み処理が起動され、読取り信号を入力するスイッチを操作すると読取り処理が起動されるように構成してもよい。

【0083】

図５には、ＳＤメモリに記憶される命令コード、条件コード、識別コード等の一例を示すデータマップが示されている。

【0084】

例えば、識別コード１〜５のエリアセンサに対して、同じ監視エリア及びパラメータが設定され、同じ更新プログラムで更新され、識別コード６のエリアセンサから、監視エリア及び履歴データが吸上げられ、識別コード７〜９のエリアセンサに対して同じ更新プログラムで更新されることが示されている。

【0085】

このように、ＳＤメモリに予め必要な識別コード、書込命令または読出命令、対象データを示す条件コード、双方の格納先頭アドレスを記憶しておけば、メモリ制御部２２Ｃによってそのエリアセンサ２に対して必要な処理が自動的に行なわれるようになり、ＳＤメモリを柔軟に活用できるようになる。

【0086】

図６には、外部記憶装置とエリアセンサとの間でやり取りされるデータの読出し処理及び書込み処理の手順の一例が示されている。

【0087】

外部記憶装置がエリアセンサ２のメモリＩ／Ｆ３０に接続されると、下部ケーシング２Ａのセグメント表示部２Ｅ（図１（ａ）参照）に外部記憶装置の接続を示すコードが表示され（ＳＡ１）、メモリ制御部２２Ｃによって起動処理部３１から設定入力された信号が書込み信号（命令）であるか読込信号（命令）であるかが判断される（ＳＡ２）。

【0088】

書込み信号であれば、データ記憶領域から必要なデータを読み出して出力データを生成し（ＳＡ３）、誤り検出のための符号化処理を行なった後に（ＳＡ４）、エンコード処理して（ＳＡ５）、外部記憶装置にデータを出力する（ＳＡ６）。符号化処理としてＣＲＣコードの付加、パリティビットの設定等公知の技術が適宜用いられる。

【0089】

ステップＳＡ２で読出し信号であれば、メモリ制御部２２Ｃによって外部記憶装置からバッファにデータが読み込まれ（ＳＡ７）、デコード処理される（ＳＡ８）。

【0090】

データの誤りチェックが行なわれ（ＳＡ９）、適正なデータであると、次に識別コードが抽出されて（ＳＡ１０）、抽出された識別コードと識別コード記憶領域に記憶された識別コードとの照合が行なわれる（ＳＡ１１）。

【0091】

両者が一致して正しいと認証されると（ＳＡ１１）、記憶部２１にデータが書込まれた後に、書き込まれたデータが元のデータと比較されて（ＳＡ１３）、一致するとセグメント表示部２Ｅ（図１（ａ）参照）にデータ書込み終了コードが表示される（ＳＡ１４）。

【0092】

ステップＳＡ９でデータの誤りが発生し、ステップＳＡ１０で識別コードが抽出されず、ステップＳＡ１１で認証ができなかった場合には、セグメント表示部２Ｅ（図１（ａ）参照）にエラーコードが表示される（ＳＡ１５）。ステップＳＡ１で、外部記憶装置が接続されていない場合には、センサ制御部２２Ｂによりセンサ部１０が制御される。

【0093】

尚、上述の例では、書込み信号である場合に、識別コードを照合せずに一律に一定のデータを外部記憶装置に吸上げる例を説明したが、識別コードを照合した後に外部記憶装置に吸上げるデータを確認した後に対応するデータを吸上げるように構成してもよい。

【0094】

即ち、システム制御部２０は、エリアセンサ２の動作プログラムを記憶するプログラム記憶領域２１Ｆと監視エリアに関連する情報を記憶するデータ記憶領域２１Ａ〜２１Ｄとに区分けされた記憶部２１と、記憶部２１のプログラム記憶領域２１Ｆに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、を備えて構成され、メモリ制御部２２Ｃは、プログラム記憶領域２１Ｆに記憶されたプログラムのうち外部記憶装置に対するアクセスプログラムと、アクセスプログラムを実行するＣＰＵとで構成されている。

【0095】

そして、メモリ制御部２２Ｃは、外部記憶装置に記憶された命令に基づいて外部記憶装置から更新プログラムを読み出してプログラム記憶領域２１Ｆに当該更新プログラムを書き込み若しくは外部記憶装置から制御情報を読み出してデータ記憶領域２１Ａ，２１Ｂに当該制御情報を書き込む読込処理を実行し、またはセンサ制御部２２Ｂによりデータ記憶領域２１Ｃ，２１Ｄに記憶されたセンサ情報若しくはデータ記憶領域２１Ａ，２１Ｂに記憶された制御情報を読み出して外部記憶装置に書き込む書込処理を実行するように構成されている。

【0096】

本発明による外部記憶装置は、エリアセンサ２に接続され、書込処理または読込処理の対象となるエリアセンサ２を特定する単一または複数の識別コードと、各識別コードに関連付けた書込命令または読込命令と、書込命令または読込命令の対象となるデータを特定するデータ特定情報とが記憶されている。

【0097】

外部記憶装置として可搬性のＳＤメモリを用いた例を説明したが、ＵＳＢメモリやハードディスク等の可搬性の半導体メモリや磁気ディスク等のストレージ等、可搬性のある任意の記憶装置を用いることができる。

【0098】

上述した実施形態では、メモリインタフェース３０及び起動処理部３１がレーザセンサ２の下部ケーシング２Ａの内部に収容された例を説明したが、メモリインタフェース３０及び／または起動処理部３１はレーザセンサ２と別体で構成されていてもよい。

【0099】

図７に示すように、メモリインタフェース３０及び起動処理部３１は、レーザセンサ２と別体で構成され、インタフェース用の信号線を接続するコネクタ３０ＣＮを介してレーザセンサ２と接続可能な外部モジュールＭとして構成されていてもよい。

【0100】

上述した実施形態は、本発明によるエリアセンサ及び外部記憶装置の一例であり、レーザセンサの具体的構造、信号処理部及びシステム制御部の具体的な回路構成等は、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計できることはいうまでもなく、本発明の技術的範囲が上述の例に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0101】

１：移動体
２：エリアセンサ
１０：センサ部
２０：システム制御部
２２Ｂ：センサ制御部
２２Ｃ：メモリ制御部
３０：メモリインタフェース
３１：起動処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】