(57)【要約】  物体からの反射光が真に検出すべき監視対象物であるか否かを正確に識別できる走査式測距装置の信号処理装置等を提供する。  走査式測距装置の信号処理装置であって、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部２３０と、距離算出部によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定部２３１と、監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力部２４とを備えている。
2012127671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、
測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、前記特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定部と、
前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、
を備えている走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項２】
前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって前記特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分を算出し、その値が所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行する請求項１記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項３】
前記監視対象物判定部は、前記監視対象物判定処理で、前記距離算出部によって、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された前記特定の走査角度方向が、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する請求項１または２記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項４】
前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出された場合であって、当該Ｍ本の何れかの走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されていない場合には、当該走査時に当該走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたと看做して、前記監視対象物判定処理を実行する請求項３記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項５】
前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向の何れかで監視対象領域内距離が算出されなかった場合であって、前回の走査時に監視対象領域内距離が算出されていた場合には、当該走査時にその走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたと看做して、前記監視対象物判定処理を実行する請求項３記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項６】
監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、
測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部によって、連続するＭ本（Ｍは２以上の整数）の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定部と、
前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、
を備えている走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項７】
前記走査回数Ｎの値が、前記距離算出部によって算出された距離または監視対象物の大きさに依存して、異なる値に設定されている請求項１から６の何れかに記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項８】
連続する走査角度方向の数Ｍの値が、前記距離算出部によって算出された距離に依存して、異なる値に設定されている請求項３から６の何れかに記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の走査式測距装置の信号処理装置が組み込まれている走査式測距装置。
【請求項１０】
監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、
測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで、特定の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、前記特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定ステップと、
前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、
を備えている走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１１】
前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分が所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行する請求項１０記載の走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１２】
前記監視対象物判定ステップは、前記監視対象物判定処理で、前記距離算出ステップで、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された前記特定の走査角度方向が、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する請求項１０または１１記載の走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１３】
前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出された場合であって、当該Ｍ本の何れかの走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されていない場合には、当該走査時に当該走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたと看做して、前記監視対象物判定処理を実行する請求項１２記載の走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１４】
前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向の何れかで監視対象領域内距離が算出されなかった場合であって、前回の走査時に監視対象領域内距離が算出されていた場合には、当該走査時にその走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたと看做して、前記監視対象物判定処理を実行する請求項１２記載の走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１５】
監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、
測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで、連続するＭ本（Ｍは２以上の整数）の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定ステップと、
前記監視対象物判定ステップで監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、
を備えている走査式測距装置の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査式測距装置は、少なくともＴＯＦ（Time of Flight）方式及びＡＭ（amplitude modulation）方式などが採用され、ロボットや無人搬送車の視覚センサ、或いは、ドアの開閉センサや監視対象領域への侵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し、機械を安全に停止する安全センサ等に利用されている。【０００３】
ＴＯＦ方式は、特許文献１に開示されているように、監視対象領域に向けて出力したパルス状の測定光と、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、走査式測距装置から監視対象領域内に存在する物体までの距離Ｄ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【０００４】
ＡＭ方式は、特許文献２に開示されているように、測定光が振幅変調され、監視対象領域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、走査式測距装置から監視対象領域内に存在する物体までの距離Ｄ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）【０００５】
また、ＴＯＦ方式とＡＭ方式の双方を採用して、振幅変調した測定光をパルス状に出力することにより、振幅変調光の一波長以上の長い距離をＴＯＦ方式で算出し、振幅変調光の一波長よりも短い距離をＡＭ方式で算出するバースト変調方式の走査式測距装置も提案されている。【０００６】
何れの場合にも、走査式測距装置の信号処理装置には、測定光と反射光との間の所定の相関関係、つまり両者の遅延時間または位相差と距離との間に見られる相関関係に基づいて、所定の走査角度毎に走査式測距装置から監視対象領域内に存在する物体までの距離を算出する距離算出部を備えている。【０００７】
また、特許文献３には、測定光を走査する走査範囲を所定数に分割した領域毎に、反射光に対応する受信信号を積算して領域計測データを生成する受信信号積算手段と、領域計測データを領域毎に記憶する領域計測データ格納メモリと、領域測定データ格納メモリから読み出した領域計測データを時系列フィルタリングする時系列処理手段と、時系列処理手段で時系列フィルタリングされた今回走査時の領域計測データの第１のピーク値が、前回走査の計測時の同一の前記領域における第２のピーク値よりも予め定めた一定値以上減少していないデータに基づいて物体検出を行い、第１のピーク値が第２のピーク値よりも一定値以上減少しているデータについては物体検知対象から除く物体検出器と、を含む物体検出手段を備えた走査式測距装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５６１９１号公報
【特許文献２】特開２００２−９０４５４号公報
【特許文献３】特開２００８−２２４６２１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、走査式測距装置で検知された物体からの反射光に基づいて監視対象領域内に監視対象物が存在するか否かを正確に判定するのは容易ではなく、誤検知する虞があった。【００１０】
例えば、監視対象領域内で浮遊する微小な埃や、監視対象領域内で飛び回る微小な虫等からの反射光を監視対象物からの反射光と誤認する場合や、監視対象領域内に設置された他の走査式測距装置からの測定光を監視対象物からの反射光と誤認する場合があった。【００１１】
更に、監視対象領域が野外に区画される場合には、木の葉や雨滴等からの反射光を監視対象物からの反射光と誤認する場合もあった。【００１２】
走査式測距装置を安全センサとして使用する場合には、このような誤検知によって走査式測距装置から出力される監視対象物検知信号に基づいて、安全のために機械が自動停止するといった不都合な事態が発生する。【００１３】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、物体からの反射光が真に検出すべき監視対象物であるか否かを正確に識別できる走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距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、本発明による走査式測距装置の信号処理装置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、監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、前記特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定部と、前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、を備えている点にある。【００１５】
監視対象領域内を走査する測定光に対応して、距離算出部によって或る走査時期に或る走査角度で距離が算出されると、対応する走査角度方向に何らかの物体が存在することが明らかになる。【００１６】
しかし、その物体が微小な埃や虫、或は雨滴であれば、次の走査時期に同じ走査角度で連続して距離が算出される確率は非常に小さくなる。通常、監視対象物として検知する必要がある対象は、微小な埃や虫と比べて移動速度が遅く、且つ、大きなサイズの人間や運搬車両等であるが、微小な埃や虫の移動速度はそれらよりも十分に速く、或は、小さいため、次の走査周期までの間に特定の走査角度方向から異なる走査角度方向に移動し、雨滴であれば次の走査周期までの間に落下するためである。【００１７】
そこで、監視対象物判定部は、距離算出部によって算出された距離が、監視対象領域内を示す距離であり、Ｎ走査回数連続して特定の走査角度方向で算出された距離である場合に限り監視対象物が存在すると判定することによって、真に検出したい監視対象物よりも移動速度が速く、或は、微小な物体や他の走査式測距装置からの測定光等に起因する誤検知を排除して正確に監視対象物の存在を判定することができるようになる。尚、走査回数Ｎの値は２以上の整数で適宜設定される値である。【００１８】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって前記特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分を算出し、その値が所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行する点にある。【００１９】
距離算出部によって、Ｎ走査回数連続して特定の走査角度方向で距離が算出された場合に、直ちに監視対象物であると判定すると、偶々或る走査周期で特定の走査角度方向の遠方側で物体が検知され、次の走査周期で当該特定の走査角度方向の近接側で異なる物体が検知されるような場合に誤判定を招く虞がある。【００２０】
そこで、Ｎ走査回数連続して前記特定の走査角度方向で算出された各距離の差分が所定の閾値より小さいときに、同一の物体からの反射光に基づいて算出された距離であると判断して、当該物体が監視対象物であると判定することにより、適切に誤判定を排除することができるようになる。【００２１】
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、前記監視対象物判定部は、前記監視対象物判定処理で、前記距離算出部によって、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された前記特定の走査角度方向が、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する点にある。【００２２】
監視対象物として検知する必要がある対象が、人間や運搬車両等一定の大きさを備えた物体である場合には、連続する複数本の走査角度方向で距離算出部によって距離が算出されるはずである。上述の構成によれば、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された特定の走査角度方向が、Ｍ本連続するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定することによって、監視対象領域内に静止しているサイズの小さな物体が監視対象物であると誤検知されることを適正に回避することができるようになる。尚、連続する特定の走査角度方向の本数Ｍは２以上の整数で適宜設定される値である。【００２３】
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、前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出された場合であって、当該Ｍ本の何れかの走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されていない場合には、当該走査時に当該走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたと看做して、前記監視対象物判定処理を実行する点にある。【００２４】
上述した第三の特徴構成に関連して、或る走査周期で、距離算出部によって特定の一本の走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたそのＮ走査回数目の走査時に、この走査角度方向を含む連続するＭ本の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出された場合であっても、当該Ｍ本の走査角度方向の何れかの走査方向で監視対象領域内距離の算出回数がＮ回に満たない場合が発生する。例えば、物体が走査方向と略平行な方向に移動するような場合に、このような現象が発生し、物体の走査方向に沿ったサイズが見かけ上小さくなる。この場合、監視対象物判定部は、特定の走査角度方向に監視対象物が存在するにもかかわらず、監視対象物が存在すると判定することができないという不都合な事態が発生する。【００２５】
このような場合に備えて、監視対象物判定部は、連続するＭ本の走査角度方向の全てでＮ走査回数連続して距離が算出されていない場合であっても、特定の走査角度方向で距離がＮ走査回数連続して算出されていれば、当該Ｍ本の走査角度方向でＮ走査回数連続して距離が算出されたと看做すことにより、特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定できるように構成されている。従って、移動中の監視対象物が途中で消失するような事態の発生が事前に回避される。【００２６】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向の何れかで監視対象領域内距離が算出されなかった場合であって、前回の走査時に監視対象領域内距離が算出されていた場合には、当該走査時にその走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたと看做して、前記監視対象物判定処理を実行する点にある。【００２７】
上述した第三の特徴構成に関連して、或る走査周期で、距離算出部によって特定の一本の走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたそのＮ走査回数目の走査時に、この走査角度方向を含む連続するＭ本の走査角度方向の何れかで監視対象領域内距離が算出されなかった場合にも、監視対象物判定部は、特定の走査角度方向に監視対象物が存在するにもかかわらず、監視対象物が存在すると判定することができないという不都合な事態が発生する。【００２８】
このような場合に備えて、監視対象物判定部は、当該Ｍ本の走査角度方向で前回の走査時に前記距離が算出されている場合には、当該Ｍ本の走査角度方向で今回も距離が算出されたと看做すことにより、特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定できるように構成されている。【００２９】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部によって、連続するＭ本（Ｍは２以上の整数）の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定部と、
前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、を備えている点にある。【００３０】
上述の構成では、先ず、連続するＭ本の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、監視対象物が存在する可能性があると判定される。これによって、Ｍ本の走査角度方向をカバーできない微小な物体を排除することができる。次に、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定される。【００３１】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記走査回数Ｎの値が、前記距離算出部によって算出された距離または監視対象物の大きさに依存して、異なる値に設定されている点にある。【００３２】
移動可能な物体のサイズが同一である場合に、走査式測距装置から物体までの距離が短いほど特定の走査角度方向で連続して距離が算出される確率が高く、逆に走査式測距装置から物体までの距離が長いほど特定の走査角度方向で連続して距離が算出される確率が低くなる。そこで、距離算出部によって算出された物体までの距離または監視対象物の大きさに依存して、走査回数Ｎの値を異なる値に設定すれば、走査式測距装置から遠方にある物体でも、走査式測距装置に近接する物体でも、ともにそのサイズに適応して精度良く検出できるようになる。【００３３】
同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第三から第六の何れかの特徴構成に加えて、連続する走査角度方向の数Ｍの値が、前記距離算出部によって算出された距離に依存して、異なる値に設定されている点にある。【００３４】
移動可能な物体のサイズが同一である場合に、走査式測距装置から物体までの距離が短いほど、特定の走査角度方向で距離が算出される走査周期と同じ走査周期で距離が算出される走査角度方向が連続する本数が多くなり、逆に走査式測距装置から物体までの距離が長いほど、特定の走査角度方向で距離が算出される走査周期と同じ走査周期で距離が算出される走査角度方向が連続する本数が少なくなる。そこで、距離算出部によって算出された物体までの距離または監視対象物の大きさに依存して、連続する走査角度方向の数Ｍの値を異なる値に設定すれば、走査式測距装置から遠方にある物体でも、走査式測距装置に近接する物体でも、ともにその物体のサイズに適応して精度良く検出できるようになる。【００３５】
本発明による走査式測距装置の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述した第一から第八の何れかの特徴構成を備えた走査式測距装置の信号処理装置が組み込まれている点にあり、真に検出すべき監視対象物を適正に検知できる走査式測距装置を実現することができるようになる。【００３６】
本発明による走査式測距装置の信号処理方法の第一の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで、特定の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、前記特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定ステップと、前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップとを備えている点にある。【００３７】
同第二の特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分が所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行する点にある。【００３８】
同第三の特徴構成は、同請求項１２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、前記監視対象物判定ステップは、前記監視対象物判定処理で、前記距離算出ステップで、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された前記特定の走査角度方向が、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する点にある。【００３９】
同第四の特徴構成は、同請求項１３に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出された場合であって、当該Ｍ本の何れかの走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されていない場合には、当該走査時に当該走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたと看做して、前記監視対象物判定処理を実行する点にある。【００４０】
同第五の特徴構成は、同請求項１４に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向の何れかで監視対象領域内距離が算出されなかった場合であって、前回の走査時に監視対象領域内距離が算出されていた場合には、当該走査時にその走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたと看做して、前記監視対象物判定処理を実行する点にある。【００４１】
同第六の特徴構成は、同請求項１５に記載した通り、監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、測定光と反射光との間の所定の相関関係に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで、連続するＭ本（Ｍは２以上の整数）の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定ステップと、前記監視対象物判定ステップで監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、を備えている点にある。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明した通り、本発明によれば、物体からの反射光が真に検出すべき監視対象物であるか否かを正確に識別できる走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距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】
【００４３】
【図１】図１は、本発明による走査式測距装置の全体構成を示す概略縦断面図である。
【図２】図２は、走査式測距装置に組み込まれる信号処理装置を含む全体の機能ブロック構成図である。
【図３】図３は、信号処理部とシステム制御部とで構成される信号処理装置の機能ブロック構成図である。
【図４】図４は、走査式測距装置で検知される物体と、信号処理装置で処理される障害物判定処理を示す説明図である。
【図５】図５は、信号処理装置で実行される全体の処理を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、領域判定処理を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、Ｎ値フィルタ処理を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、データ復元処理を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、最小検出物判定処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、別実施形態を示し、走査式測距装置で検知される物体と、信号処理装置で処理される障害物判定処理を示す説明図である。
【図１１】図１１は、別実施形態を示し、データ復元処理を説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、別実施形態を示し、走査式測距装置で検知される物体と、信号処理装置で処理される障害物判定処理を示す説明図である。
【図１３】図１３は、別実施形態を示し、走査式測距装置で検知される物体と、信号処理装置で処理される障害物判定処理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明による走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置を図面に基づいて説明する。以下の例では、測定光の光源に赤外半導体レーザが用いられ、ＴＯＦ方式によって物体までの距離を算出する距離算出部等を備えた信号処理装置が組み込まれ、安全センサとして用いられる走査式測距装置について説明する。当該走査式測距装置によって、予め設定された監視対象領域に侵入者等の監視対象物が検知されると、その旨の信号が外部装置に出力される。外部装置は、当該信号に基づいて、例えば安全のために機器を停止する。
【００４５】
尚、光源に半導体レーザ以外の種類のレーザやＬＥＤ等の他の種類の光源を用いた走査式測距装置にも本発明を適用することができる。また、距離算出方式としてＴＯＦ方式以外の方式、例えばＡＭ方式や、ＴＯＦ方式とＡＭ方式の双方を採用したバースト変調方式を採用する距離算出部にも本発明を適用することができる。
【００４６】
図１にはこのような走査式測距装置が例示されている。走査式測距装置１は、一対の投光部３及び受光部５を収容する円筒状のケーシング２と、ケーシング１の周方向に沿って配置された弧状の光学窓２ａを備え、投光部３から出力された測定光を円筒状ケーシングの軸心Ｐと直交する方向に偏向反射する第一偏向ミラー９、及び、被測定物Ｔからの反射光を受光部５に向けて偏向反射する第二偏向ミラー１０を軸心Ｐ周りに回転して、測定光を軸心Ｐと直交する平面上で回転走査する偏向光学系４を備えている。
【００４７】
ケーシング１の内壁面は迷光を吸収する暗幕等の吸光部材で被覆され、軸心Ｐに沿って対向配置された投光部３と受光部５の間に、偏向光学系４が配置されている。
【００４８】
投光部３は、赤外半導体レーザでなる発光素子と、発光素子から出力された光ビームを平行光に形成する光学レンズを備えて構成され、ケーシング２の上壁内側に固定されている。
【００４９】
受光部５は、反射光を検出するアバランシェフォトダイオードでなる受光素子を備えて構成され、ケーシング２に固定された中空軸１３上の支持板上に固定されている。
【００５０】
偏向光学系４は、第一偏向ミラー９及び第二偏向ミラー１０が取り付けられた天面８ｂと、反射光を受光部５で集光する受光レンズ１４が取り付けられた周壁部８ａを備えた円筒状の回転体８と、回転体８を一方向に回転駆動するモータ１１を備えている。
【００５１】
下端部が縮径された回転体８は、その内周面に備えた軸受１２を介して中空軸１３に回転可能に支承され、縮径部の外周面にモータ１１の回転子となるマグネット１１ｂが取り付けられている。当該回転子と、当該回転子に対向配置されたコイル１１ａでなる固定子によりモータ１１が構成され、固定子のカバーがケーシング２に固定された中空軸１３に取り付けられている。
【００５２】
投光部３から光軸Ｌ１に沿って出射された測定光が、第一偏向ミラー９で光軸Ｌ１と直交する光軸Ｌ２に偏向され、光学窓２ａを通過して測定対象空間に向けて照射される。測定対象空間に存在する被測定物Ｔからの反射光が、光軸Ｌ２と平行な光軸Ｌ３に沿って光学窓２ａを通過して受光レンズ１４に入光し、第二偏向ミラー１０で光軸Ｌ３と直交する光軸Ｌ４に偏向され、受光部５に集光される。
【００５３】
第一偏向ミラー９で偏向された測定光が光学窓２ａの上方領域を透過し、被測定物Ｔからの反射光が光学窓２ｂの下方領域を透過する。
【００５４】
モータ１１で回転駆動される偏向光学系４により、測定光が光学窓２ａを介して測定対象空間に走査される範囲、具体的には上述した軸心Ｐを基準とする約２７０度の角度範囲が計測用走査角度領域となり、測定光がケーシング２に遮られて測定対象空間に出射されない角度領域が非計測用走査角度領域となる。
【００５５】
つまり、偏向光学系４により、投光部３から出力された測定光を、光学窓２ａを介して測定対象空間に周期的に偏向走査する走査部が構成されている。
【００５６】
周方向に複数のスリットが形成された円盤状のスリット板１５ａが、回転体８の周壁部８ａに取り付けられるとともに、当該スリットを検出するフォトインタラプタ１５ｂがケーシング２の内壁に取り付けられ、これらにより偏向光学系４の走査角度を検出する走査角度検出部１５が構成されている。
【００５７】
スリット板１５ａに形成されるスリットは、測定光が非走査角度領域の中心に向けて照射される基準位置を除いて均等間隔で形成され、基準位置ではスリット間隔が他の間隔より狭い間隔に形成されている。従って、偏向光学系４の回転に伴なって走査角度検出部１５から出力されるパルスのパルス幅に基づいて、基準位置から偏向光学系４の回転角度位置が把握できるように構成されている。
【００５８】
非走査角度領域の中心には、距離補正用の基準光学系としてのプリズム１６が設けられ、当該プリズム１６を介して受光部５で検知される反射光に基づいて、補正用の基準距離が求められる。
【００５９】
ケーシング２の底部には、装置を駆動して被測定物Ｔまでの距離を算出する信号処理回路２０を備えた制御基板１７が収容されている。
【００６０】
図２に示すように、信号処理回路２０には、発光素子３ａを駆動する駆動回路３ｂ、反射光が受光素子５ａで光電変換された反射信号を増幅する増幅回路５ｂ、モータ制御回路２１、Ａ／Ｄ変換部２２、信号処理部２３、システム制御部２４を備えている。信号処理部２３及びシステム制御部２４によって、本発明による信号処理装置が構成されている。
【００６１】
システム制御部２４には、所定の制御プログラムに基づいて動作するマイクロコンピュータが設けられ、当該マイクロコンピュータによって信号処理部２３、モータ制御回路２１等が制御される。
【００６２】
システム制御部２４は、走査角度検出部１５から入力されるエンコーダパルスに基づいて、走査角度つまり測定光の照射方向を検出するとともに、偏向光学系４によって測定光が所定の一定速度で周期的に測定対象空間に走査されるようにモータ制御回路２１を制御する。
【００６３】
そして、信号処理部２３から入力される距離と、走査角度検出部１５を介して検出した走査角度等の測定情報、或いは、監視対象領域に監視対象物が存在することを表す監視対象物検知信号を、インタフェースを介して接続された外部装置に出力する。
【００６４】
尚、信号処理装置は、ケーシング２の内部に収容され、走査式測距装置1と一体で構成される以外に、ケーシング２の外部に設置され、走査式測距装置1と別体で構成されていてもよい。後者の場合には、信号処理装置はＡ／Ｄ変換部２２等が搭載されたケーシング２内部の制御基板１７と信号線を介して接続され、或は無線通信部を介して接続される。
【００６５】
走査角度検出部１５から入力されるエンコーダパルスに同期して、信号処理部２３から駆動回路３ｂに出力される駆動パルス信号Ｓ１により赤外半導体レーザ３ａがパルス駆動され、測定対象空間にパルス状の測定光Ｓ２が照射される。
【００６６】
当該測定光Ｓ２が被測定物Ｔに照射され、被測定物Ｔからの反射光Ｓ３がアバランシェフォトダイオード５ａで光電変換され、さらに増幅回路５ｂで増幅された反射信号Ｓ４がＡ／Ｄ変換部２２に入力される。
【００６７】
Ａ／Ｄ変換部２２でＡ／Ｄ変換されたデジタルの反射信号が信号処理部２３に入力され、信号処理部２３で駆動パルス信号Ｓ１と反射信号の時間差Δｔが求められ、以下の式に基づいて被測定物Ｔ迄の仮の距離Ｄ１が算出される。
Ｄ１＝Δｔ・Ｃ／２  （但し、Ｃは光速である。）
【００６８】
ここで、時間差Δｔとは測定光に対する反射光の遅延時間をいい、上述の例では測定光の照射時期を駆動パルス信号Ｓ１の立ち上がり時期で代用しているが、測定光を検知する光電センサを用いて測定光そのものの立ち上がり時期を検知してもよい。
【００６９】
一方、走査角度検出部１５から入力されるエンコーダパルスが基準位置を示すときに、測定光がプリズム１６に照射され、アバランシェフォトダイオード５ａで検出されたプリズム１６からの反射光Ｓ３に基づく時間差Δｔ´に対応する基準距離Ｄ２が以下の式に基づいて算出される。
Ｄ２＝Δｔ´・Ｃ／２  （但し、Ｃは光速である。）
【００７０】
被測定物迄の距離Ｄが、Ｄ１−Ｄ２によって算出される。当該基準距離Ｄ２は、走査式測距装置１に組み込まれた赤外半導体レーザ３ａ、駆動回路３ｂ、アバランシェフォトダイオード５ａ等の特性ばらつきや、光学系の機差による計測距離のばらつきを吸収して、被測定物迄の正確な距離を算出するための補正値となる。
【００７１】
ところで、反射信号Ｓ４の立上り時期を検知するために所定の閾値電圧と比較する比較器を設ける場合、同じ時期に発生する反射信号Ｓ４であっても、その信号強度によって立ち上がり波形の傾きが異なるために、比較器からの出力時期が変動して、反射信号Ｓ４の立上り時期を正確に検知できない虞がある。
【００７２】
そのため、信号処理部２３は、反射信号Ｓ４を一次微分し、一次微分反射信号の立上り時期を基準に当該一次微分反射信号の正領域の重心位置を算出し、当該重心位置に対応する時期を反射光Ｓ３の検出時期として求めるように構成されている。
【００７３】
以下、信号処理部２３について詳述する。
図３に示すように、信号処理部２３は信号処理用のゲートアレイやデジタルシグナルプロセッサを備えたＡＳＩＣ等の集積回路で構成され、上述した被測定物迄の距離Ｄを算出する距離算出部２３０と、距離算出部２３０で算出された距離情報等に基づいて監視対象物の有無を判定する監視対象物判定部２３１と、駆動回路３ｂや距離算出部２３０等を駆動するためのクロック信号を生成するパルス信号生成部２３２を備えている。
【００７４】
距離算出部２３０は、上述した距離Ｄ１，Ｄ２を算出する測距演算部２３ａと、算出された補正距離Ｄ２を記憶する補正データ記憶部２３ｃと、上述した距離補正演算を行なう補正処理部２３ｂを備えている。
【００７５】
距離算出部２３０は、測定光と反射光との間の所定の相関関係、所定の走査角度毎に当該走査式測距装置１から監視対象領域内に存在する物体までの距離を算出する。所定の相関関係とは、ＴＯＦ方式では測定光に対する反射光の遅延時間と距離との相関関係、ＡＭ方式では測定光に対する反射光の位相差と距離との相関関係をいう。
【００７６】
監視対象物判定部２３１は、走査式測距装置１で検知された物体からの反射光が、監視対象物以外の微小な埃や虫等から反射したノイズ光であるか、監視対象領域内に進入または侵入した監視対象物から反射した信号光であるか否かを判定するために設けられている。
【００７７】
監視対象物判定部２３１によって、監視対象領域内に監視対象物が存在すると判定されると、その信号がシステム制御部２４に出力され、システム制御部２４から外部装置に監視対象物検知信号が出力される、つまり、システム制御部２４が監視対象物検知信号を外部に出力する信号出力部となる。
【００７８】
外部装置は、システム制御部２４から監視対象物検知信号が入力されると、監視対象領域内に設置されている装置を安全のために停止制御する等の予め設定された所定の処理を実行する。
【００７９】
図４には、走査式測距装置１から最大距離が１０ｍ前後に設定された監視対象領域に向けて、走査周期３０ｍｓｅｃ．で測定光を繰り返し走査し、走査角度θ（＝０．２５°）毎に測定光に対する物体からの反射光を検知することにより、人間の腕程度の大きさの監視対象物を検出する場合の説明図が示されている。この例では、走査式測距装置１から１０ｍ離れた位置で、走査角度θが０．２５°の幅が約４．３６ｃｍとなる。
【００８０】
図４の上段には、走査式測距装置１から反時計周りに測定光が回転走査され、左側が１回目の走査時の状態、中央が２回目の走査時の状態、右側が３回目の走査時の状態が示されている。符号１ｌ，２ｌ，３ｌ，・・・，１０ｌ，１１ｌは走査角度方向（「ステップ」とも記す。）を示している。
【００８１】
１回目走査時に走査角度方向２ｌ，３ｌで物体Ｔが検知され、２回目走査時に走査角度方向２ｌ，３ｌで物体Ｔが検知されるとともに、走査角度方向５ｌ，６ｌでも他の物体（黒丸で示されている）が検知され、３回目走査時に走査角度方向３ｌ，４ｌで物体Ｔが検知されている。この例では、大きな円形で示される物体Ｔが監視対象物であり、小さな黒丸で示される物体が微小なゴミや虫等のノイズ物体である。
【００８２】
図４の下段には、監視対象物判定部２３１による判定結果を表わすテーブルが示されている。図中、「計測結果」の欄には、距離算出部２３０で算出された距離が監視対象領域内の距離であるか否か、つまり監視対象領域内に物体が有るか無いかが「有」／「無」で表記されている。また、「連続数」の欄には、監視対象領域内距離が同一走査角度方向で連続して算出された回数が表記され、「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄には、監視対象領域内の距離が同一走査角度方向で２回連続して算出された場合の結果が「有」／「無」で表記されている。
【００８３】
監視対象領域が壁等で区画された領域では、監視対象領域内に物体が存在しない場合でも、距離算出部２３０によって全ての走査角度方向で壁までの距離が算出されることになる。つまり、走査式測距装置１から壁までの距離よりも短い距離が算出された場合に、「監視対象領域内の特定の走査角度方向に物体が存在する」ことになる。
【００８４】
従って、距離算出部２３０によって特定の走査角度方向で算出された距離が、監視対象領域を区画する距離よりも短いときに、監視対象物判定部２３１によって、監視対象領域内に物体が存在すると判断される。以下では、その距離を監視対象領域内距離と表記する。
【００８５】
この例では、監視対象物判定部２３１は、距離算出部２３０によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行するように構成されている。以下の説明では、この条件を第１条件と記す。走査回数Ｎは２以上の整数で、適宜設定される値であり、本実施形態ではＮ＝２に設定されている。
【００８６】
図４に示す例では、同一の走査角度方向に微小なゴミや虫等のノイズ物体がＮ回連続して検知される（この例では、３０ｍｓｅｃ．で２回検知される）確率が極めて低いという条件の下で、監視対象物判定部２３１によって監視対象物の有無が判定されている。これによって、監視対象物の有無の判定精度を高めることができる。
【００８７】
しかし、この場合でも、図４の下段テーブルの２回目走査時の走査角度方向５ｌの「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「有」となっているように、確率が低くてもノイズ物体がＮ回連続して検知され、監視対象物が存在すると誤検知される虞がある。
【００８８】
そのため、監視対象物判定部２３１は、さらに、距離算出部２３０によって特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分を算出し、その値が所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第２条件と記す。
【００８９】
当該所定の閾値は、監視対象物の大きさ及び移動速度に基づいて設定される値で、一走査周期の間に特定の走査角度方向に監視対象物が移動可能な距離以下の値に設定される。同一の走査角度方向にＮ回連続して物体が検知される場合であっても、物体までの距離が大きく異なる場合には、異なる物体であり連続して検知される同一の物体ではないと判定するのである。
【００９０】
さらに、監視対象物判定部２３１は、監視対象物判定処理で、距離算出部２３０によって、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された特定の走査角度方向が、Ｍ本連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第３条件と記す。
【００９１】
連続する走査角度方向の本数Ｍは２以上の整数であり、監視対象物の大きさに応じて適宜設定される値であり、本実施形態ではＭ＝２に設定されている。つまり、隣接する二本の走査角度方向で同じ走査時期に物体が検知される場合に、監視対象物が存在すると判定することによって、監視対象領域内に存在するサイズの小さなノイズ物体が監視対象物であると誤検知されることが回避される。これにより図４の下段のテーブルで、２回目の走査時に走査角度方向５ｌで監視対象物が存在するとの誤判定を回避することができるようになる。
【００９２】
この場合にも、監視対象物判定部２３１は、連続するＭ本の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分を算出し、その値が所定の閾値より小さいときに、上述した監視対象物判定処理を実行するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第４条件と記す。
【００９３】
一方、図４の下段テーブルの３回目走査時の走査角度方向４ｌの「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「無」となっているように、監視対象物が測定光の走査方向に沿って移動する場合に、監視対象物が細り、あるいは消失する虞がある。
【００９４】
この対策として、監視対象物判定部２３１は、距離算出部２３０によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出された場合であって、当該Ｍ本の何れかの走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されていない場合には、当該走査時に当該走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたと看做して、上述の監視対象物判定処理を実行するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第５条件と記す。
【００９５】
図４の下段のテーブルでは、３回目走査時に、距離算出部２３０によって走査角度方向４ｌで距離が算出されているが、２回目走査時に走査角度方向４ｌで距離が算出されていないために、第１条件を満たさず、「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「無」となっている。その結果、第３条件を満たさず、走査角度方向３ｌ，４ｌで監視対象物が存在しないと判定される。
【００９６】
しかし、図１０に示すように、第５条件に基づけば、３回目の走査時に走査角度方向４ｌで「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「無」から「有」となって、第３条件が満たされるので、走査角度方向３ｌ，４ｌで監視対象物が存在すると判定されるようになる。つまり、第５条件は、測定光の走査方向に沿って移動する物体が細ることを回避するために、物体を走査方向に膨らませる処理である。
【００９７】
監視対象物判定部２３１は、距離算出部２３０によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向の何れかで監視対象領域内距離が算出されなかった場合であって、前回の走査時に監視対象領域内距離が算出されていた場合には、当該走査時にその走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたと看做して、上述した前記監視対象物判定処理を実行するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第６条件と記す。
【００９８】
図１２に示すように、第６条件に基づけば、３回目の走査時に走査角度方向２ｌで「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「無」から「有」となって、第３条件が満たされるので、走査角度方向２ｌ，３ｌで監視対象物が存在すると判定されるようになる。つまり、第６条件も、測定光の走査方向に沿って移動する物体が細ることを回避するために、物体を走査方向に膨らませる処理である。
【００９９】
図１３には、監視対象物判定部２３１が、上述した第５条件及び第６条件の双方を採用した場合が示されている。
【０１００】
さらに、上述した走査回数Ｎの値が、距離算出部２３０によって算出された物体までの距離または監視対象物の大きさに依存して、異なる値に設定されていることが好ましい。
【０１０１】
具体的に、距離算出部２３０によって算出された距離が短い場合には、当該距離が長い場合に比べて走査回数Ｎの値を小さく設定し、監視対象物の大きさが小さい場合には、監視対象物の大きさが大きい場合に比べて走査回数Ｎの値を小さく設定することにより、状況に対応して判定精度を向上させることができる。
【０１０２】
またさらに、連続する走査角度方向の本数Ｍの値が、距離算出部２３０によって算出された距離に依存して、異なる値に設定されていることが好ましい。
【０１０３】
具体的に、距離算出部２３０によって算出された距離が短い場合には、当該距離が長い場合に比べて連続する走査角度方向の数Ｍの値を大きく設定することにより、状況に対応して判定精度を向上させることができる。
【０１０４】
図３に戻り、監視対象物判定部２３１は、走査角度／距離記憶部２３ｄと、物体検知履歴記憶部２３ｅと、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆと、監視対象領域設定部２３ｇと、領域判定処理部２３ｈと、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉと、データ復元処理部２３ｊと最小検出物判定処理部２３ｋとを備えている。
【０１０５】
監視対象領域設定部２３ｇは、走査式測距装置１により監視すべき監視対象領域の境界を規定する領域データが記憶されたメモリを備えている。当該領域データは、システム制御部２４に接続された外部装置から入力され、システム制御部２４を介して当該メモリに予め記憶されている。
【０１０６】
走査角度／距離記憶部２３ｄには、距離算出部２３０で算出された物体の走査角度と距離が記憶される。物体検知履歴記憶部２３ｅには、領域判定処理部２３ｈの処理結果が記憶される。また、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆには、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉの処理結果が記憶されるとともに、データ復元処理部２３ｊによって値が更新される。
【０１０７】
図５に示すように、本発明の信号処理装置は、信号処理部２３及びシステム制御部２４で構成されている。当該信号処理装置では、距離算出部２３０で上述した距離算出処理（Ｓ１）が実行され、その結果に基づいて、領域判定処理部２３ｈで領域判定処理（Ｓ２）が実行され、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉでＮ値フィルタ処理（Ｓ３）が実行され、データ復元処理部２３ｊでデータ復元処理（Ｓ４）が実行され、最小検出物判定処理部２３ｋで最小検出物判定処理（Ｓ５）が実行され、システム制御部２４で障害物検知信号出力処理（Ｓ６）が実行される。
【０１０８】
図６に示すように、領域判定処理部２３ｈで実行される領域判定処理では、先ず、走査角度／距離記憶部２３ｄから走査方向に沿った走査角度と距離が順番に読み出され（ＳＡ１）、算出された距離が監視対象領域設定部２３ｇで設定された監視対象領域の領域外縁距離より短いか否かが判定される（ＳＡ２）。
【０１０９】
距離算出部２３０で算出された距離が領域外縁距離以上の場合には（ＳＡ２，Ｎ）、物体「無」と判定されて、その値が物体検知履歴記憶部２３ｅに記憶され（ＳＡ５）、距離算出部２３０で算出された距離が領域外縁距離よりも短い場合には（ＳＡ２，Ｙ）、前回の算出距離との差分が所定の閾値よりも小さいか否かが判定される（ＳＡ３）。
【０１１０】
前回の算出距離との差分が所定の閾値以上であれば（ＳＡ３，Ｎ）、前回検知した物体と今回検知した物体が異なる物体であるため、物体「無」と判定されて、その値が物体検知履歴記憶部２３ｅに記憶され（ＳＡ５）、前回の算出距離との差分が所定の閾値未満であれば（ＳＡ３，Ｙ）、物体「有」と判定されて、その値が物体検知履歴記憶部２３ｅに記憶される（ＳＡ４）。このような処理が走査周期単位で全走査角度方向に沿って実行される（ＳＡ６）。つまり、領域判定処理部２３ｈでは上述の条件２に対応する処理が実行される。
【０１１１】
図７に示すように、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉで実行されるＮ値フィルタ処理では、物体検知履歴記憶部２３ｅから走査方向に沿って物体検知履歴が順番に読み出され（ＳＢ１）、各走査角度方向にＮ走査回数連続して物体「有」と判定されているか否かが判定される（ＳＢ２）。
【０１１２】
特定の走査角度方向にＮ走査回数連続して物体「有」と判定されていない場合には（ＳＢ２，Ｎ）、当該走査角度方向に障害物「無」と判定されて、その結果がＮ値フィルタ記憶部２３ｆに記憶され（ＳＢ４）、特定の走査角度方向にＮ走査回数連続して物体「有」と判定されている場合には（ＳＢ２，Ｙ）、当該走査角度方向に障害物「有」と判定されて、その結果がＮ値フィルタ記憶部２３ｆに記憶される（ＳＢ３）。
【０１１３】
このような処理が走査周期単位で全走査角度方向に沿って実行される（ＳＢ５）。つまり、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉでは、上述の条件１に対応する処理が実行される。Ｎ値フィルタ処理とは、外乱により発生した生存時間の短いデータを除去するフィルタ処理である。
【０１１４】
図８に示すように、データ復元処理部２３ｊで実行されるデータ復元処理では、先ず、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆから走査方向に沿ってＮ値フィルタ結果が順番に読み出されるとともに、物体検知履歴記憶部２３ｅから走査方向に沿って物体検知履歴が順番に読み出される（ＳＣ１）。
【０１１５】
次に、特定の走査角度方向のＮ値フィルタ結果が障害物「有」と判定され（ＳＣ２）、且つ、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向のＮ値フィルタ結果が障害物「無」と判定された場合に（ＳＣ３）、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向の物体検知履歴が物体「有」と判定されていると（ＳＣ４）、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向で障害物「有」と判定されて、その結果がＮ値フィルタ記憶部２３ｆに上書き記憶される。
【０１１６】
ステップＳＣ２，ＳＣ３，ＳＣ４で否定判定されると何も処理せずにステップＳＣ６に以降する。ステップＳＣ６では、測定光の走査方向に沿って順番に、各走査角度方向を特定の走査角度方向として、上述のステップＳＣ１からＳＣ５の処理を実行する。その後、測定光の走査方向とは逆の走査方向に沿って順番に、各走査角度方向を特定の走査角度方向として、上述のステップＳＣ１からＳＣ６の処理を実行する。つまり、データ復元処理部２３ｊでは、上述の条件５に対応する処理が実行される。
【０１１７】
図９に示すように、最小検出物判定処理部２３ｋで実行される最小検出物判定処理では、データ復元処理が行なわれた後に、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆから走査方向に沿ってＮ値フィルタ結果が順番に読み出され（ＳＤ１）、走査方向に沿って連続するＭ本以上の走査角度方向に対して、障害物「有」判定されているか否かが判定される（ＳＤ２）。
【０１１８】
走査方向に沿って連続するＭ本以上（ここでは、Ｍ＝２）の走査角度方向に対して、障害物「有」判定されている場合には（ＳＤ２，Ｙ）、障害物「有」と最終判定されて、その値が最小検出物判定処理部２３ｋのメモリに記憶され（ＳＤ３）る。
【０１１９】
走査方向に沿って、全走査角度方向で最終判定が終了すると（ＳＤ４）、メモリに障害物「有」と最終判定されたデータが記憶されているか否かが判定され、障害物「有」と最終判定されたデータが全く記憶されていない場合には（ＳＤ５）、障害物「無」と最終判定されて、その値が当該メモリに記憶され（ＤＳ６）。つまり、最小検出物判定処理部２３ｋで、上述した条件３に対応する処理が実行される。
【０１２０】
図１１には、データ復元処理部２３ｊで実行されるデータ復元処理の他の例が示されている。上述の条件６に対応する処理である。
先ず、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆから走査方向に沿ってＮ値フィルタ結果が順番に読み出されるとともに、物体検知履歴記憶部２３ｅから走査方向に沿って物体検知履歴が順番に読み出される（ＳＥ１）。
【０１２１】
次に、特定の走査角度方向のＮ値フィルタ結果が障害物「有」と判定され（ＳＥ２）、且つ、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向のＮ値フィルタ結果が障害物「無」と判定され（ＳＥ３）、さらに、当該隣接走査角度方向の物体検知履歴が物体「無」と判定されている場合に（ＳＥ４）、物体検知履歴記憶部２３ｅから当該隣接走査角度方向の過去の走査時の物体検知履歴が判定される（ＳＥ５）。
【０１２２】
ここで、過去の走査時の物体検知履歴とは、前回の走査時の物体検知履歴をいい、前回の走査時の物体検知履歴で物体「有」と判定されている場合に（ＳＥ５）、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向で障害物「有」と判定されて、その結果がＮ値フィルタ記憶部２３ｆに上書き記憶される（ＳＥ６）。
【０１２３】
尚、過去の走査時の物体検知履歴として、当該特定の走査角度方向で障害物「有」と連続して判定されている複数の走査時期に対する当該隣接走査角度方向の物体検知履歴を採用することも可能であり、当該隣接走査角度方向の複数の走査時期に対する物体検知履歴の何れかで物体「有」と判定されると、ステップＳＥ６の処理が実行されるように処理されてもよい。ステップＳＥ７，８は図８のステップＳＣ６，７と同様である。
【０１２４】
以上説明した実施形態では、監視対象物判定部２３１が、Ｎ走査回数連続して特定の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたか否かを判定するＮ値フィルタ処理を実行した後に、連続するＭ本の特定の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたか否かを判定する最小検出物判定処理を実行する例を説明したが、物体検知履歴記憶部に記憶された領域判定処理の結果に基づいて、先ず、連続するＭ本の走査角度方向で物体が検知されるか否かを判定する最小検出物判定処理を実行して、その結果に基づいて、Ｎ走査回数連続して特定の走査角度方向で距離が算出されたか否かを判定するＮ値フィルタ処理を実行するように構成してもよい。
【０１２５】
この場合、信号処理装置では、距離算出部２３０で距離算出処理が実行され、その結果に基づいて、領域判定処理部２３ｈで領域判定処理が実行され、最小検出物判定処理部２３ｋで最小検出物判定処理が実行され、その結果に基づいてＮ値フィルタ処理部２３ｉでＮ値フィルタ処理が実行され、システム制御部２４で障害物検知信号出力処理が実行される。
【０１２６】
監視対象領域内で物体が移動する場合には、最小検出物判定処理の結果、連続するＭ本の走査角度方向で距離が算出される場合であっても、前回の走査時期から今回の走査時期の間に物体に走査角度方向が全く重畳しないようにずれると、Ｎ値フィルタ処理で障害物が全く検知されない事態が発生する。
【０１２７】
この場合には、Ｎ値フィルタ処理の前に、所定の補正処理が実行されるように構成すればよい。当該補正処理として最小検出物判定処理の結果、連続して距離が算出されたＭ本の走査角度方向に隣接するＰ本（Ｐは自然数）の走査角度方向で強制的に物体「有」と判定して、物体を走査方向に沿って膨張させる処理を採用することができる。
【０１２８】
Ｐの値は適宜設定すればよいが、Ｍ本の連続した走査角度方向の両側に膨張させてもよいし、片側にのみに膨張させてもよい。後者の場合、過去複数回の走査時に距離算出部２３０で算出された距離に基づいて物体の移動方向を求めて、当該移動方向に膨張させるのが好ましい。
【０１２９】
上述した実施形態は、本発明による走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置の一例であり、走査式測距装置の具体的構造、信号処理装置の具体的な回路構成、信号処理方法を実現するソフトウェアの具体的な手順等は、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】
【０１３０】
１：走査式測距装置
３：投光部
５：受光部
４：走査部
２３：信号処理部（信号処理装置）
２３ａ：測距演算部
２３ｂ：補正処理部
２３ｃ：補正データ記憶部
２３ｄ：走査角度／距離記憶部
２３ｅ：物体検知履歴記憶部
２３ｆ：Ｎ値フィルタ記憶部
２３ｇ：監視対象領域設定部
２３ｈ：領域判定処理部
２３ｉ：Ｎ値フィルタ処理部
２３ｊ：データ復元処理部
２３ｋ：最小検出物判定処理部
２４：システム制御部（信号処理装置）
２３０：距離算出部（信号処理装置）
２３１：障害物判定部（信号処理装置）
【図１】
2012127671.tif 000003
【図２】
2012127671.tif 000004
【図３】
2012127671.tif 000005
【図４】
2012127671.tif 000006
【図５】
2012127671.tif 000007
【図６】
2012127671.tif 000008
【図７】
2012127671.tif 000009
【図８】
2012127671.tif 000010
【図９】
2012127671.tif 000011
【図１０】
2012127671.tif 000012
【図１１】
2012127671.tif 000013
【図１２】
2012127671.tif 000014
【図１３】
2012127671.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月30日(2013.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の離隔距離内に区画された監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、
測定光と反射光との遅延時間及び／または位相差に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、前記特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定部と、
前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、
を備えている走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項２】
前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって前記特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分を算出し、その値が一走査周期の間に監視対象物の移動可能な距離に基づいて設定された所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行する請求項１記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項３】
前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された前記特定の走査角度方向が、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する請求項１または２記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項４】
前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本（Ｍは２以上の整数）の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されるときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する請求項１または２記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項５】
前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本（Ｍは２以上の整数）の連続する走査角度方向で今回または前回の走査時の何れかに監視対象領域内距離が算出されているときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する請求項１または２記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項６】
所定の離隔距離内に区画された監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、
測定光と反射光との遅延時間及び／または位相差に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部によって、連続するＭ本（Ｍは２以上の整数）の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定部と、
前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、
を備えている走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項７】
前記走査回数Ｎの値が、前記距離算出部によって算出された距離または監視対象物の大きさに依存して、異なる値に設定されている請求項１から６の何れかに記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項８】
連続する走査角度方向の数Ｍの値が、前記距離算出部によって算出された距離に依存して、異なる値に設定されている請求項３から６の何れかに記載の走査式測距装置の信号処理装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の走査式測距装置の信号処理装置が組み込まれている走査式測距装置。
【請求項１０】
所定の離隔距離内に区画された監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、
測定光と反射光との遅延時間及び／または位相差に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで、特定の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、前記特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定ステップと、
前記監視対象物判定ステップで監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、
を備えている走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１１】
前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分が一走査周期の間に監視対象物の移動可能な距離に基づいて設定された所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行する請求項１０記載の走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１２】
前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された前記特定の走査角度方向が、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する請求項１０または１１記載の走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１３】
前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本（Ｍは２以上の整数）の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されるときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する請求項１０または１１記載の走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１４】
前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本（Ｍは２以上の整数）の連続する走査角度方向で今回または前回の走査時の何れかに監視対象領域内距離が算出されているときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する請求項１０または１１記載の走査式測距装置の信号処理方法。
【請求項１５】
所定の離隔距離内に区画された監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、
測定光と反射光との遅延時間及び／または位相差に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで、連続するＭ本（Ｍは２以上の整数）の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定ステップと、
前記監視対象物判定ステップで監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、
を備えている走査式測距装置の信号処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の離隔距離内に区画された監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査式測距装置は、少なくともＴＯＦ（Time of Flight）方式及びＡＭ（amplitude modulation）方式などが採用され、ロボットや無人搬送車の視覚センサ、或いは、ドアの開閉センサや監視対象領域への侵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し、機械を安全に停止する安全センサ等に利用されている。
【０００３】
ＴＯＦ方式は、特許文献１に開示されているように、監視対象領域に向けて出力したパルス状の測定光と、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、走査式測距装置から監視対象領域内に存在する物体までの距離Ｄ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
【０００４】
ＡＭ方式は、特許文献２に開示されているように、測定光が振幅変調され、監視対象領域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、走査式測距装置から監視対象領域内に存在する物体までの距離Ｄ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）
【０００５】
また、ＴＯＦ方式とＡＭ方式の双方を採用して、振幅変調した測定光をパルス状に出力することにより、振幅変調光の一波長以上の長い距離をＴＯＦ方式で算出し、振幅変調光の一波長よりも短い距離をＡＭ方式で算出するバースト変調方式の走査式測距装置も提案されている。
【０００６】
何れの場合にも、走査式測距装置の信号処理装置には、測定光と反射光との間の所定の相関関係、つまり両者の遅延時間または位相差と距離との間に見られる相関関係に基づいて、所定の走査角度毎に走査式測距装置から監視対象領域内に存在する物体までの距離を算出する距離算出部を備えている。
【０００７】
また、特許文献３には、測定光を走査する走査範囲を所定数に分割した領域毎に、反射光に対応する受信信号を積算して領域計測データを生成する受信信号積算手段と、領域計測データを領域毎に記憶する領域計測データ格納メモリと、領域測定データ格納メモリから読み出した領域計測データを時系列フィルタリングする時系列処理手段と、時系列処理手段で時系列フィルタリングされた今回走査時の領域計測データの第１のピーク値が、前回走査の計測時の同一の前記領域における第２のピーク値よりも予め定めた一定値以上減少していないデータに基づいて物体検出を行い、第１のピーク値が第２のピーク値よりも一定値以上減少しているデータについては物体検知対象から除く物体検出器と、を含む物体検出手段を備えた走査式測距装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５６１９１号公報
【特許文献２】特開２００２−９０４５４号公報
【特許文献３】特開２００８−２２４６２１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、走査式測距装置で検知された物体からの反射光に基づいて監視対象領域内に監視対象物が存在するか否かを正確に判定するのは容易ではなく、誤検知する虞があった。
【００１０】
例えば、監視対象領域内で浮遊する微小な埃や、監視対象領域内で飛び回る微小な虫等からの反射光を監視対象物からの反射光と誤認する場合や、監視対象領域内に設置された他の走査式測距装置からの測定光を監視対象物からの反射光と誤認する場合があった。
【００１１】
更に、監視対象領域が野外に区画される場合には、木の葉や雨滴等からの反射光を監視対象物からの反射光と誤認する場合もあった。
【００１２】
走査式測距装置を安全センサとして使用する場合には、このような誤検知によって走査式測距装置から出力される監視対象物検知信号に基づいて、安全のために機械が自動停止するといった不都合な事態が発生する。
【００１３】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、物体からの反射光が真に検出すべき監視対象物であるか否かを正確に識別できる走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距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、本発明による走査式測距装置の信号処理装置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、所定の離隔距離内に区画された監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、測定光と反射光との遅延時間及び／または位相差に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、前記特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定部と、前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、を備えている点にある。
【００１５】
監視対象領域内を走査する測定光に対応して、距離算出部によって或る走査時期に或る走査角度で距離が算出されると、対応する走査角度方向に何らかの物体が存在することが明らかになる。
【００１６】
しかし、その物体が微小な埃や虫、或は雨滴であれば、次の走査時期に同じ走査角度で連続して距離が算出される確率は非常に小さくなる。通常、監視対象物として検知する必要がある対象は、微小な埃や虫と比べて移動速度が遅く、且つ、大きなサイズの人間や運搬車両等であるが、微小な埃や虫の移動速度はそれらよりも十分に速く、或は、小さいため、次の走査周期までの間に特定の走査角度方向から異なる走査角度方向に移動し、雨滴であれば次の走査周期までの間に落下するためである。
【００１７】
そこで、監視対象物判定部は、距離算出部によって算出された距離が、監視対象領域内を示す距離であり、Ｎ走査回数連続して特定の走査角度方向で算出された距離である場合に限り監視対象物が存在すると判定することによって、真に検出したい監視対象物よりも移動速度が速く、或は、微小な物体や他の走査式測距装置からの測定光等に起因する誤検知を排除して正確に監視対象物の存在を判定することができるようになる。尚、走査回数Ｎの値は２以上の整数で適宜設定される値である。
【００１８】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって前記特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分を算出し、その値が一走査周期の間に監視対象物の移動可能な距離に基づいて設定された所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行する点にある。
【００１９】
距離算出部によって、Ｎ走査回数連続して特定の走査角度方向で距離が算出された場合に、直ちに監視対象物であると判定すると、偶々或る走査周期で特定の走査角度方向の遠方側で物体が検知され、次の走査周期で当該特定の走査角度方向の近接側で異なる物体が検知されるような場合に誤判定を招く虞がある。
【００２０】
そこで、Ｎ走査回数連続して前記特定の走査角度方向で算出された各距離の差分が一走査周期の間に監視対象物の移動可能な距離に基づいて設定された所定の閾値より小さいときに、同一の物体からの反射光に基づいて算出された距離であると判断して、当該物体が監視対象物であると判定することにより、適切に誤判定を排除することができるようになる。
【００２１】
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、前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された前記特定の走査角度方向が、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する点にある。
【００２２】
監視対象物として検知する必要がある対象が、人間や運搬車両等一定の大きさを備えた物体である場合には、連続する複数本の走査角度方向で距離算出部によって距離が算出されるはずである。上述の構成によれば、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された特定の走査角度方向が、Ｍ本連続するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定することによって、監視対象領域内に静止しているサイズの小さな物体が監視対象物であると誤検知されることを適正に回避することができるようになる。尚、連続する特定の走査角度方向の本数Ｍは２以上の整数で適宜設定される値である。
【００２３】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本（Ｍは２以上の整数）の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されるときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する点にある。
【００２４】
上述した第三の特徴構成に関連して、或る走査周期で、距離算出部によって特定の一本の走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたそのＮ走査回数目の走査時に、この走査角度方向を含む連続するＭ本の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出された場合であっても、当該Ｍ本の走査角度方向の何れかの走査方向で監視対象領域内距離の算出回数がＮ回に満たない場合が発生する。例えば、物体が走査方向と略平行な方向に移動するような場合に、このような現象が発生し、物体の走査方向に沿ったサイズが見かけ上小さくなる。この場合、監視対象物判定部は、特定の走査角度方向に監視対象物が存在するにもかかわらず、監視対象物が存在すると判定することができないという不都合な事態が発生する。
【００２５】
このような場合に備えて、監視対象物判定部は、連続するＭ本の走査角度方向の全てでＮ走査回数連続して距離が算出されていない場合であっても、特定の走査角度方向で距離がＮ走査回数連続して算出され、当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されると、特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定できるように構成されている。従って、移動中の監視対象物が途中で消失するような事態の発生が事前に回避される。
【００２６】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記監視対象物判定部は、前記距離算出部によって、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本（Ｍは２以上の整数）の連続する走査角度方向で今回または前回の走査時の何れかに監視対象領域内距離が算出されているときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する点にある。
【００２７】
上述した第三の特徴構成に関連して、或る走査周期で、距離算出部によって特定の一本の走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたそのＮ走査回数目の走査時に、この走査角度方向を含む連続するＭ本の走査角度方向の何れかで監視対象領域内距離が算出されなかった場合にも、監視対象物判定部は、特定の走査角度方向に監視対象物が存在するにもかかわらず、監視対象物が存在すると判定することができないという不都合な事態が発生する。
【００２８】
このような場合に備えて、監視対象物判定部は、連続するＭ本の走査角度方向の全てでＮ走査回数連続して距離が算出されていない場合であっても、特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出され、当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向で今回または前回の走査時の何れかに監視対象領域内距離が算出されると、特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定できるように構成されている。
【００２９】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、所定の離隔距離内に区画された監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理装置であって、測定光と反射光との遅延時間及び／または位相差に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部によって、連続するＭ本（Ｍは２以上の整数）の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定部と、前記監視対象物判定部で監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力部と、を備えている点にある。
【００３０】
上述の構成では、先ず、連続するＭ本の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、監視対象物が存在する可能性があると判定される。これによって、Ｍ本の走査角度方向をカバーできない微小な物体を排除することができる。次に、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定される。
【００３１】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記走査回数Ｎの値が、前記距離算出部によって算出された距離または監視対象物の大きさに依存して、異なる値に設定されている点にある。
【００３２】
移動可能な物体のサイズが同一である場合に、走査式測距装置から物体までの距離が短いほど特定の走査角度方向で連続して距離が算出される確率が高く、逆に走査式測距装置から物体までの距離が長いほど特定の走査角度方向で連続して距離が算出される確率が低くなる。そこで、距離算出部によって算出された物体までの距離または監視対象物の大きさに依存して、走査回数Ｎの値を異なる値に設定すれば、走査式測距装置から遠方にある物体でも、走査式測距装置に近接する物体でも、ともにそのサイズに適応して精度良く検出できるようになる。
【００３３】
同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第三から第六の何れかの特徴構成に加えて、連続する走査角度方向の数Ｍの値が、前記距離算出部によって算出された距離に依存して、異なる値に設定されている点にある。
【００３４】
移動可能な物体のサイズが同一である場合に、走査式測距装置から物体までの距離が短いほど、特定の走査角度方向で距離が算出される走査周期と同じ走査周期で距離が算出される走査角度方向が連続する本数が多くなり、逆に走査式測距装置から物体までの距離が長いほど、特定の走査角度方向で距離が算出される走査周期と同じ走査周期で距離が算出される走査角度方向が連続する本数が少なくなる。そこで、距離算出部によって算出された物体までの距離または監視対象物の大きさに依存して、連続する走査角度方向の数Ｍの値を異なる値に設定すれば、走査式測距装置から遠方にある物体でも、走査式測距装置に近接する物体でも、ともにその物体のサイズに適応して精度良く検出できるようになる。
【００３５】
本発明による走査式測距装置の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述した第一から第八の何れかの特徴構成を備えた走査式測距装置の信号処理装置が組み込まれている点にあり、真に検出すべき監視対象物を適正に検知できる走査式測距装置を実現することができるようになる。
【００３６】
本発明による走査式測距装置の信号処理方法の第一の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、所定の離隔距離内に区画された監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、測定光と反射光との遅延時間及び／または位相差に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで、特定の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、前記特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定ステップと、前記監視対象物判定ステップで監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、
を備えている点にある。
【００３７】
同第二の特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分が一走査周期の間に監視対象物の移動可能な距離に基づいて設定された所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行する点にある。
【００３８】
同第三の特徴構成は、同請求項１２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、前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された前記特定の走査角度方向が、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する点にある。
【００３９】
同第四の特徴構成は、同請求項１３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、前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本（Ｍは２以上の整数）の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されるときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する点にある。
【００４０】
同第五の特徴構成は、同請求項１４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、前記監視対象物判定ステップは、前記距離算出ステップで、前記特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本（Ｍは２以上の整数）の連続する走査角度方向で今回または前回の走査時の何れかに監視対象領域内距離が算出されているときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する点にある。
【００４１】
同第六の特徴構成は、同請求項１５に記載した通り、所定の離隔距離内に区画された監視対象領域に向けて所定の走査周期で測定光を繰り返し走査し、所定の走査角度毎に測定光に対する物体からの反射光を検知する走査式測距装置の信号処理方法であって、測定光と反射光との遅延時間及び／または位相差に基づいて、前記所定の走査角度毎に当該走査式測距装置から物体までの距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで、連続するＭ本（Ｍは２以上の整数）の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたときに、これらＭ本の走査角度方向でＮ走査回数（Ｎは２以上の整数）連続して監視対象領域内距離が算出されていた場合に、これらＭ本の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行する監視対象物判定ステップと、前記監視対象物判定ステップで監視対象物が存在すると判定されたときに、監視対象物検知信号を出力する信号出力ステップと、を備えている点にある。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明した通り、本発明によれば、物体からの反射光が真に検出すべき監視対象物であるか否かを正確に識別できる走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距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】
【００４３】
【図１】図１は、本発明による走査式測距装置の全体構成を示す概略縦断面図である。
【図２】図２は、走査式測距装置に組み込まれる信号処理装置を含む全体の機能ブロック構成図である。
【図３】図３は、信号処理部とシステム制御部とで構成される信号処理装置の機能ブロック構成図である。
【図４】図４は、走査式測距装置で検知される物体と、信号処理装置で処理される障害物判定処理を示す説明図である。
【図５】図５は、信号処理装置で実行される全体の処理を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、領域判定処理を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、Ｎ値フィルタ処理を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、データ復元処理を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、最小検出物判定処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、別実施形態を示し、走査式測距装置で検知される物体と、信号処理装置で処理される障害物判定処理を示す説明図である。
【図１１】図１１は、別実施形態を示し、データ復元処理を説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、別実施形態を示し、走査式測距装置で検知される物体と、信号処理装置で処理される障害物判定処理を示す説明図である。
【図１３】図１３は、別実施形態を示し、走査式測距装置で検知される物体と、信号処理装置で処理される障害物判定処理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明による走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置を図面に基づいて説明する。以下の例では、測定光の光源に赤外半導体レーザが用いられ、ＴＯＦ方式によって物体までの距離を算出する距離算出部等を備えた信号処理装置が組み込まれ、安全センサとして用いられる走査式測距装置について説明する。当該走査式測距装置によって、予め設定された監視対象領域に侵入者等の監視対象物が検知されると、その旨の信号が外部装置に出力される。外部装置は、当該信号に基づいて、例えば安全のために機器を停止する。
【００４５】
尚、光源に半導体レーザ以外の種類のレーザやＬＥＤ等の他の種類の光源を用いた走査式測距装置にも本発明を適用することができる。また、距離算出方式としてＴＯＦ方式以外の方式、例えばＡＭ方式や、ＴＯＦ方式とＡＭ方式の双方を採用したバースト変調方式を採用する距離算出部にも本発明を適用することができる。
【００４６】
図１にはこのような走査式測距装置が例示されている。走査式測距装置１は、一対の投光部３及び受光部５を収容する円筒状のケーシング２と、ケーシング２の周方向に沿って配置された弧状の光学窓２ａを備え、投光部３から出力された測定光を円筒状ケーシングの軸心Ｐと直交する方向に偏向反射する第一偏向ミラー９、及び、被測定物Ｔからの反射光を受光部５に向けて偏向反射する第二偏向ミラー１０を軸心Ｐ周りに回転して、測定光を軸心Ｐと直交する平面上で回転走査する偏向光学系４を備えている。
【００４７】
ケーシング１の内壁面は迷光を吸収する暗幕等の吸光部材で被覆され、軸心Ｐに沿って対向配置された投光部３と受光部５の間に、偏向光学系４が配置されている。
【００４８】
投光部３は、赤外半導体レーザでなる発光素子と、発光素子から出力された光ビームを平行光に形成する光学レンズを備えて構成され、ケーシング２の上壁内側に固定されている。
【００４９】
受光部５は、反射光を検出するアバランシェフォトダイオードでなる受光素子を備えて構成され、ケーシング２に固定された中空軸１３上の支持板上に固定されている。
【００５０】
偏向光学系４は、第一偏向ミラー９及び第二偏向ミラー１０が取り付けられた天面８ｂと、反射光を受光部５で集光する受光レンズ１４が取り付けられた周壁部８ａを備えた円筒状の回転体８と、回転体８を一方向に回転駆動するモータ１１を備えている。
【００５１】
下端部が縮径された回転体８は、その内周面に備えた軸受１２を介して中空軸１３に回転可能に支承され、縮径部の外周面にモータ１１の回転子となるマグネット１１ｂが取り付けられている。当該回転子と、当該回転子に対向配置されたコイル１１ａでなる固定子によりモータ１１が構成され、固定子のカバーがケーシング２に固定された中空軸１３に取り付けられている。
【００５２】
投光部３から光軸Ｌ１に沿って出射された測定光が、第一偏向ミラー９で光軸Ｌ１と直交する光軸Ｌ２に偏向され、光学窓２ａを通過して測定対象空間に向けて照射される。測定対象空間に存在する被測定物Ｔからの反射光が、光軸Ｌ２と平行な光軸Ｌ３に沿って光学窓２ａを通過して受光レンズ１４に入光し、第二偏向ミラー１０で光軸Ｌ３と直交する光軸Ｌ４に偏向され、受光部５に集光される。
【００５３】
第一偏向ミラー９で偏向された測定光が光学窓２ａの上方領域を透過し、被測定物Ｔからの反射光が光学窓２ａの下方領域を透過する。
【００５４】
モータ１１で回転駆動される偏向光学系４により、測定光が光学窓２ａを介して測定対象空間に走査される範囲、具体的には上述した軸心Ｐを基準とする約２７０度の角度範囲が計測用走査角度領域となり、測定光がケーシング２に遮られて測定対象空間に出射されない角度領域が非計測用走査角度領域となる。
【００５５】
つまり、偏向光学系４により、投光部３から出力された測定光を、光学窓２ａを介して測定対象空間に周期的に偏向走査する走査部が構成されている。
【００５６】
周方向に複数のスリットが形成された円盤状のスリット板１５ａが、回転体８の周壁部８ａに取り付けられるとともに、当該スリットを検出するフォトインタラプタ１５ｂがケーシング２の内壁に取り付けられ、これらにより偏向光学系４の走査角度を検出する走査角度検出部１５が構成されている。
【００５７】
スリット板１５ａに形成されるスリットは、測定光が非走査角度領域の中心に向けて照射される基準位置を除いて均等間隔で形成され、基準位置ではスリット間隔が他の間隔より狭い間隔に形成されている。従って、偏向光学系４の回転に伴なって走査角度検出部１５から出力されるパルスのパルス幅に基づいて、基準位置から偏向光学系４の回転角度位置が把握できるように構成されている。
【００５８】
非走査角度領域の中心には、距離補正用の基準光学系としてのプリズム１６が設けられ、当該プリズム１６を介して受光部５で検知される反射光に基づいて、補正用の基準距離が求められる。
【００５９】
ケーシング２の底部には、装置を駆動して被測定物Ｔまでの距離を算出する信号処理回路２０を備えた制御基板１７が収容されている。
【００６０】
図２に示すように、信号処理回路２０には、発光素子３ａを駆動する駆動回路３ｂ、反射光が受光素子５ａで光電変換された反射信号を増幅する増幅回路５ｂ、モータ制御回路２１、Ａ／Ｄ変換部２２、信号処理部２３、システム制御部２４を備えている。信号処理部２３及びシステム制御部２４によって、本発明による信号処理装置が構成されている。
【００６１】
システム制御部２４には、所定の制御プログラムに基づいて動作するマイクロコンピュータが設けられ、当該マイクロコンピュータによって信号処理部２３、モータ制御回路２１等が制御される。
【００６２】
システム制御部２４は、走査角度検出部１５から入力されるエンコーダパルスに基づいて、走査角度つまり測定光の照射方向を検出するとともに、偏向光学系４によって測定光が所定の一定速度で周期的に測定対象空間に走査されるようにモータ制御回路２１を制御する。
【００６３】
そして、信号処理部２３から入力される距離と、走査角度検出部１５を介して検出した走査角度等の測定情報、或いは、監視対象領域に監視対象物が存在することを表す監視対象物検知信号を、インタフェースを介して接続された外部装置に出力する。
【００６４】
尚、信号処理装置は、ケーシング２の内部に収容され、走査式測距装置1と一体で構成される以外に、ケーシング２の外部に設置され、走査式測距装置1と別体で構成されていてもよい。後者の場合には、信号処理装置はＡ／Ｄ変換部２２等が搭載されたケーシング２内部の制御基板１７と信号線を介して接続され、或は無線通信部を介して接続される。
【００６５】
走査角度検出部１５から入力されるエンコーダパルスに同期して、信号処理部２３から駆動回路３ｂに出力される駆動パルス信号Ｓ１により赤外半導体レーザ３ａがパルス駆動され、測定対象空間にパルス状の測定光Ｓ２が照射される。
【００６６】
当該測定光Ｓ２が被測定物Ｔに照射され、被測定物Ｔからの反射光Ｓ３がアバランシェフォトダイオード５ａで光電変換され、さらに増幅回路５ｂで増幅された反射信号Ｓ４がＡ／Ｄ変換部２２に入力される。
【００６７】
Ａ／Ｄ変換部２２でＡ／Ｄ変換されたデジタルの反射信号が信号処理部２３に入力され、信号処理部２３で駆動パルス信号Ｓ１と反射信号の時間差Δｔが求められ、以下の式に基づいて被測定物Ｔ迄の仮の距離Ｄ１が算出される。
Ｄ１＝Δｔ・Ｃ／２  （但し、Ｃは光速である。）
【００６８】
ここで、時間差Δｔとは測定光に対する反射光の遅延時間をいい、上述の例では測定光の照射時期を駆動パルス信号Ｓ１の立ち上がり時期で代用しているが、測定光を検知する光電センサを用いて測定光そのものの立ち上がり時期を検知してもよい。
【００６９】
一方、走査角度検出部１５から入力されるエンコーダパルスが基準位置を示すときに、測定光がプリズム１６に照射され、アバランシェフォトダイオード５ａで検出されたプリズム１６からの反射光Ｓ３に基づく時間差Δｔ´に対応する基準距離Ｄ２が以下の式に基づいて算出される。
Ｄ２＝Δｔ´・Ｃ／２  （但し、Ｃは光速である。）
【００７０】
被測定物迄の距離Ｄが、Ｄ１−Ｄ２によって算出される。当該基準距離Ｄ２は、走査式測距装置１に組み込まれた赤外半導体レーザ３ａ、駆動回路３ｂ、アバランシェフォトダイオード５ａ等の特性ばらつきや、光学系の機差による計測距離のばらつきを吸収して、被測定物迄の正確な距離を算出するための補正値となる。
【００７１】
ところで、反射信号Ｓ４の立上り時期を検知するために所定の閾値電圧と比較する比較器を設ける場合、同じ時期に発生する反射信号Ｓ４であっても、その信号強度によって立ち上がり波形の傾きが異なるために、比較器からの出力時期が変動して、反射信号Ｓ４の立上り時期を正確に検知できない虞がある。
【００７２】
そのため、信号処理部２３は、反射信号Ｓ４を一次微分し、一次微分反射信号の立上り時期を基準に当該一次微分反射信号の正領域の重心位置を算出し、当該重心位置に対応する時期を反射光Ｓ３の検出時期として求めるように構成されている。
【００７３】
以下、信号処理部２３について詳述する。
図３に示すように、信号処理部２３は信号処理用のゲートアレイやデジタルシグナルプロセッサを備えたＡＳＩＣ等の集積回路で構成され、上述した被測定物迄の距離Ｄを算出する距離算出部２３０と、距離算出部２３０で算出された距離情報等に基づいて監視対象物の有無を判定する監視対象物判定部２３１と、駆動回路３ｂや距離算出部２３０等を駆動するためのクロック信号を生成するパルス信号生成部２３２を備えている。
【００７４】
距離算出部２３０は、上述した距離Ｄ１，Ｄ２を算出する測距演算部２３ａと、算出された補正距離Ｄ２を記憶する補正データ記憶部２３ｃと、上述した距離補正演算を行なう補正処理部２３ｂを備えている。
【００７５】
距離算出部２３０は、測定光と反射光との間の所定の相関関係、所定の走査角度毎に当該走査式測距装置１から監視対象領域内に存在する物体までの距離を算出する。所定の相関関係とは、ＴＯＦ方式では測定光に対する反射光の遅延時間と距離との相関関係、ＡＭ方式では測定光に対する反射光の位相差と距離との相関関係をいう。
【００７６】
監視対象物判定部２３１は、走査式測距装置１で検知された物体からの反射光が、監視対象物以外の微小な埃や虫等から反射したノイズ光であるか、監視対象領域内に進入または侵入した監視対象物から反射した信号光であるか否かを判定するために設けられている。
【００７７】
監視対象物判定部２３１によって、監視対象領域内に監視対象物が存在すると判定されると、その信号がシステム制御部２４に出力され、システム制御部２４から外部装置に監視対象物検知信号が出力される、つまり、システム制御部２４が監視対象物検知信号を外部に出力する信号出力部となる。
【００７８】
外部装置は、システム制御部２４から監視対象物検知信号が入力されると、監視対象領域内に設置されている装置を安全のために停止制御する等の予め設定された所定の処理を実行する。
【００７９】
図４には、走査式測距装置１から最大距離が１０ｍ前後に設定された監視対象領域に向けて、走査周期３０ｍｓｅｃ．で測定光を繰り返し走査し、走査角度θ（＝０．２５°）毎に測定光に対する物体からの反射光を検知することにより、人間の腕程度の大きさの監視対象物を検出する場合の説明図が示されている。この例では、走査式測距装置１から１０ｍ離れた位置で、走査角度θが０．２５°の幅が約４．３６ｃｍとなる。
【００８０】
図４の上段には、走査式測距装置１から反時計周りに測定光が回転走査され、左側が１回目の走査時の状態、中央が２回目の走査時の状態、右側が３回目の走査時の状態が示されている。符号１ｌ，２ｌ，３ｌ，・・・，１０ｌ，１１ｌは走査角度方向（「ステップ」とも記す。）を示している。
【００８１】
１回目走査時に走査角度方向２ｌ，３ｌで物体Ｔが検知され、２回目走査時に走査角度方向２ｌ，３ｌで物体Ｔが検知されるとともに、走査角度方向５ｌ，６ｌでも他の物体（黒丸で示されている）が検知され、３回目走査時に走査角度方向３ｌ，４ｌで物体Ｔが検知されている。この例では、大きな円形で示される物体Ｔが監視対象物であり、小さな黒丸で示される物体が微小なゴミや虫等のノイズ物体である。
【００８２】
図４の下段には、監視対象物判定部２３１による判定結果を表わすテーブルが示されている。図中、「計測結果」の欄には、距離算出部２３０で算出された距離が監視対象領域内の距離であるか否か、つまり監視対象領域内に物体が有るか無いかが「有」／「無」で表記されている。また、「連続数」の欄には、監視対象領域内距離が同一走査角度方向で連続して算出された回数が表記され、「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄には、監視対象領域内の距離が同一走査角度方向で２回連続して算出された場合の結果が「有」／「無」で表記されている。
【００８３】
監視対象領域が壁等で区画された領域では、監視対象領域内に物体が存在しない場合でも、距離算出部２３０によって全ての走査角度方向で壁までの距離が算出されることになる。つまり、走査式測距装置１から壁までの距離よりも短い距離が算出された場合に、「監視対象領域内の特定の走査角度方向に物体が存在する」ことになる。
【００８４】
従って、距離算出部２３０によって特定の走査角度方向で算出された距離が、監視対象領域を区画する距離よりも短いときに、監視対象物判定部２３１によって、監視対象領域内に物体が存在すると判断される。以下では、その距離を監視対象領域内距離と表記する。
【００８５】
この例では、監視対象物判定部２３１は、距離算出部２３０によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出されたときに、特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定する監視対象物判定処理を実行するように構成されている。以下の説明では、この条件を第１条件と記す。走査回数Ｎは２以上の整数で、適宜設定される値であり、本実施形態ではＮ＝２に設定されている。
【００８６】
図４に示す例では、同一の走査角度方向に微小なゴミや虫等のノイズ物体がＮ回連続して検知される（この例では、３０ｍｓｅｃ．で２回検知される）確率が極めて低いという条件の下で、監視対象物判定部２３１によって監視対象物の有無が判定されている。これによって、監視対象物の有無の判定精度を高めることができる。
【００８７】
しかし、この場合でも、図４の下段テーブルの２回目走査時の走査角度方向５ｌの「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「有」となっているように、確率が低くてもノイズ物体がＮ回連続して検知され、監視対象物が存在すると誤検知される虞がある。
【００８８】
そのため、監視対象物判定部２３１は、さらに、距離算出部２３０によって特定の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分を算出し、その値が所定の閾値より小さいときに、前記監視対象物判定処理を実行するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第２条件と記す。
【００８９】
当該所定の閾値は、監視対象物の大きさ及び移動速度に基づいて設定される値で、一走査周期の間に特定の走査角度方向に監視対象物が移動可能な距離以下の値に設定される。同一の走査角度方向にＮ回連続して物体が検知される場合であっても、物体までの距離が大きく異なる場合には、異なる物体であり連続して検知される同一の物体ではないと判定するのである。
【００９０】
さらに、監視対象物判定部２３１は、監視対象物判定処理で、距離算出部２３０によって、Ｎ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された特定の走査角度方向が、Ｍ本連続して存在するときに、これらの特定の走査角度方向に監視対象物が存在すると判定するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第３条件と記す。
【００９１】
連続する走査角度方向の本数Ｍは２以上の整数であり、監視対象物の大きさに応じて適宜設定される値であり、本実施形態ではＭ＝２に設定されている。つまり、隣接する二本の走査角度方向で同じ走査時期に物体が検知される場合に、監視対象物が存在すると判定することによって、監視対象領域内に存在するサイズの小さなノイズ物体が監視対象物であると誤検知されることが回避される。これにより図４の下段のテーブルで、２回目の走査時に走査角度方向５ｌで監視対象物が存在するとの誤判定を回避することができるようになる。
【００９２】
この場合にも、監視対象物判定部２３１は、連続するＭ本の走査角度方向で２走査回数連続して算出された各距離の差分を算出し、その値が所定の閾値より小さいときに、上述した監視対象物判定処理を実行するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第４条件と記す。
【００９３】
一方、図４の下段テーブルの３回目走査時の走査角度方向４ｌの「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「無」となっているように、監視対象物が測定光の走査方向に沿って移動する場合に、監視対象物が細り、あるいは消失する虞がある。
【００９４】
この対策として、監視対象物判定部２３１は、距離算出部２３０によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向で監視対象領域内距離が算出された場合であって、当該Ｍ本の何れかの走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されていない場合には、当該走査時に当該走査角度方向で監視対象領域内距離がＮ走査回数連続して算出されたと看做して、上述の監視対象物判定処理を実行するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第５条件と記す。
【００９５】
図４の下段のテーブルでは、３回目走査時に、距離算出部２３０によって走査角度方向４ｌで距離が算出されているが、２回目走査時に走査角度方向４ｌで距離が算出されていないために、第１条件を満たさず、「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「無」となっている。その結果、第３条件を満たさず、走査角度方向３ｌ，４ｌで監視対象物が存在しないと判定される。
【００９６】
しかし、図１０に示すように、第５条件に基づけば、３回目の走査時に走査角度方向４ｌで「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「無」から「有」となって、第３条件が満たされるので、走査角度方向３ｌ，４ｌで監視対象物が存在すると判定されるようになる。つまり、第５条件は、測定光の走査方向に沿って移動する物体が細ることを回避するために、物体を走査方向に膨らませる処理である。
【００９７】
監視対象物判定部２３１は、距離算出部２３０によって、特定の走査角度方向でＮ走査回数連続して監視対象領域内距離が算出された当該Ｎ走査回数目の走査時に、当該特定の走査角度方向を含むＭ本の連続する走査角度方向の何れかで監視対象領域内距離が算出されなかった場合であって、前回の走査時に監視対象領域内距離が算出されていた場合には、当該走査時にその走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたと看做して、上述した前記監視対象物判定処理を実行するように構成されていることが好ましい。以下、この条件を第６条件と記す。
【００９８】
図１２に示すように、第６条件に基づけば、３回目の走査時に走査角度方向２ｌで「Ｎ値フィルタ処理結果」の欄が「無」から「有」となって、第３条件が満たされるので、走査角度方向２ｌ，３ｌで監視対象物が存在すると判定されるようになる。つまり、第６条件も、測定光の走査方向に沿って移動する物体が細ることを回避するために、物体を走査方向に膨らませる処理である。
【００９９】
図１３には、監視対象物判定部２３１が、上述した第５条件及び第６条件の双方を採用した場合が示されている。
【０１００】
さらに、上述した走査回数Ｎの値が、距離算出部２３０によって算出された物体までの距離または監視対象物の大きさに依存して、異なる値に設定されていることが好ましい。
【０１０１】
具体的に、距離算出部２３０によって算出された距離が短い場合には、当該距離が長い場合に比べて走査回数Ｎの値を小さく設定し、監視対象物の大きさが小さい場合には、監視対象物の大きさが大きい場合に比べて走査回数Ｎの値を小さく設定することにより、状況に対応して判定精度を向上させることができる。
【０１０２】
またさらに、連続する走査角度方向の本数Ｍの値が、距離算出部２３０によって算出された距離に依存して、異なる値に設定されていることが好ましい。
【０１０３】
具体的に、距離算出部２３０によって算出された距離が短い場合には、当該距離が長い場合に比べて連続する走査角度方向の数Ｍの値を大きく設定することにより、状況に対応して判定精度を向上させることができる。
【０１０４】
図３に戻り、監視対象物判定部２３１は、走査角度／距離記憶部２３ｄと、物体検知履歴記憶部２３ｅと、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆと、監視対象領域設定部２３ｇと、領域判定処理部２３ｈと、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉと、データ復元処理部２３ｊと最小検出物判定処理部２３ｋとを備えている。
【０１０５】
監視対象領域設定部２３ｇは、走査式測距装置１により監視すべき監視対象領域の境界を規定する領域データが記憶されたメモリを備えている。当該領域データは、システム制御部２４に接続された外部装置から入力され、システム制御部２４を介して当該メモリに予め記憶されている。
【０１０６】
走査角度／距離記憶部２３ｄには、距離算出部２３０で算出された物体の走査角度と距離が記憶される。物体検知履歴記憶部２３ｅには、領域判定処理部２３ｈの処理結果が記憶される。また、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆには、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉの処理結果が記憶されるとともに、データ復元処理部２３ｊによって値が更新される。
【０１０７】
図５に示すように、本発明の信号処理装置は、信号処理部２３及びシステム制御部２４で構成されている。当該信号処理装置では、距離算出部２３０で上述した距離算出処理（Ｓ１）が実行され、その結果に基づいて、領域判定処理部２３ｈで領域判定処理（Ｓ２）が実行され、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉでＮ値フィルタ処理（Ｓ３）が実行され、データ復元処理部２３ｊでデータ復元処理（Ｓ４）が実行され、最小検出物判定処理部２３ｋで最小検出物判定処理（Ｓ５）が実行され、システム制御部２４で障害物検知信号出力処理（Ｓ６）が実行される。
【０１０８】
図６に示すように、領域判定処理部２３ｈで実行される領域判定処理では、先ず、走査角度／距離記憶部２３ｄから走査方向に沿った走査角度と距離が順番に読み出され（ＳＡ１）、算出された距離が監視対象領域設定部２３ｇで設定された監視対象領域の領域外縁距離より短いか否かが判定される（ＳＡ２）。
【０１０９】
距離算出部２３０で算出された距離が領域外縁距離以上の場合には（ＳＡ２，Ｎ）、物体「無」と判定されて、その値が物体検知履歴記憶部２３ｅに記憶され（ＳＡ５）、距離算出部２３０で算出された距離が領域外縁距離よりも短い場合には（ＳＡ２，Ｙ）、前回の算出距離との差分が所定の閾値よりも小さいか否かが判定される（ＳＡ３）。
【０１１０】
前回の算出距離との差分が所定の閾値以上であれば（ＳＡ３，Ｎ）、前回検知した物体と今回検知した物体が異なる物体であるため、物体「無」と判定されて、その値が物体検知履歴記憶部２３ｅに記憶され（ＳＡ５）、前回の算出距離との差分が所定の閾値未満であれば（ＳＡ３，Ｙ）、物体「有」と判定されて、その値が物体検知履歴記憶部２３ｅに記憶される（ＳＡ４）。このような処理が走査周期単位で全走査角度方向に沿って実行される（ＳＡ６）。つまり、領域判定処理部２３ｈでは上述の条件２に対応する処理が実行される。
【０１１１】
図７に示すように、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉで実行されるＮ値フィルタ処理では、物体検知履歴記憶部２３ｅから走査方向に沿って物体検知履歴が順番に読み出され（ＳＢ１）、各走査角度方向にＮ走査回数連続して物体「有」と判定されているか否かが判定される（ＳＢ２）。
【０１１２】
特定の走査角度方向にＮ走査回数連続して物体「有」と判定されていない場合には（ＳＢ２，Ｎ）、当該走査角度方向に障害物「無」と判定されて、その結果がＮ値フィルタ記憶部２３ｆに記憶され（ＳＢ４）、特定の走査角度方向にＮ走査回数連続して物体「有」と判定されている場合には（ＳＢ２，Ｙ）、当該走査角度方向に障害物「有」と判定されて、その結果がＮ値フィルタ記憶部２３ｆに記憶される（ＳＢ３）。
【０１１３】
このような処理が走査周期単位で全走査角度方向に沿って実行される（ＳＢ５）。つまり、Ｎ値フィルタ処理部２３ｉでは、上述の条件１に対応する処理が実行される。Ｎ値フィルタ処理とは、外乱により発生した生存時間の短いデータを除去するフィルタ処理である。
【０１１４】
図８に示すように、データ復元処理部２３ｊで実行されるデータ復元処理では、先ず、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆから走査方向に沿ってＮ値フィルタ結果が順番に読み出されるとともに、物体検知履歴記憶部２３ｅから走査方向に沿って物体検知履歴が順番に読み出される（ＳＣ１）。
【０１１５】
次に、特定の走査角度方向のＮ値フィルタ結果が障害物「有」と判定され（ＳＣ２）、且つ、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向のＮ値フィルタ結果が障害物「無」と判定された場合に（ＳＣ３）、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向の物体検知履歴が物体「有」と判定されていると（ＳＣ４）、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向で障害物「有」と判定されて、その結果がＮ値フィルタ記憶部２３ｆに上書き記憶される。
【０１１６】
ステップＳＣ２，ＳＣ３，ＳＣ４で否定判定されると何も処理せずにステップＳＣ６に以降する。ステップＳＣ６では、測定光の走査方向に沿って順番に、各走査角度方向を特定の走査角度方向として、上述のステップＳＣ１からＳＣ５の処理を実行する。その後、測定光の走査方向とは逆の走査方向に沿って順番に、各走査角度方向を特定の走査角度方向として、上述のステップＳＣ１からＳＣ６の処理を実行する。つまり、データ復元処理部２３ｊでは、上述の条件５に対応する処理が実行される。
【０１１７】
図９に示すように、最小検出物判定処理部２３ｋで実行される最小検出物判定処理では、データ復元処理が行なわれた後に、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆから走査方向に沿ってＮ値フィルタ結果が順番に読み出され（ＳＤ１）、走査方向に沿って連続するＭ本以上の走査角度方向に対して、障害物「有」判定されているか否かが判定される（ＳＤ２）。
【０１１８】
走査方向に沿って連続するＭ本以上（ここでは、Ｍ＝２）の走査角度方向に対して、障害物「有」判定されている場合には（ＳＤ２，Ｙ）、障害物「有」と最終判定されて、その値が最小検出物判定処理部２３ｋのメモリに記憶され（ＳＤ３）る。
【０１１９】
走査方向に沿って、全走査角度方向で最終判定が終了すると（ＳＤ４）、メモリに障害物「有」と最終判定されたデータが記憶されているか否かが判定され、障害物「有」と最終判定されたデータが全く記憶されていない場合には（ＳＤ５）、障害物「無」と最終判定されて、その値が当該メモリに記憶され（ＳＤ６）。つまり、最小検出物判定処理部２３ｋで、上述した条件３に対応する処理が実行される。
【０１２０】
図１１には、データ復元処理部２３ｊで実行されるデータ復元処理の他の例が示されている。上述の条件６に対応する処理である。
先ず、Ｎ値フィルタ記憶部２３ｆから走査方向に沿ってＮ値フィルタ結果が順番に読み出されるとともに、物体検知履歴記憶部２３ｅから走査方向に沿って物体検知履歴が順番に読み出される（ＳＥ１）。
【０１２１】
次に、特定の走査角度方向のＮ値フィルタ結果が障害物「有」と判定され（ＳＥ２）、且つ、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向のＮ値フィルタ結果が障害物「無」と判定され（ＳＥ３）、さらに、当該隣接走査角度方向の物体検知履歴が物体「無」と判定されている場合に（ＳＥ４）、物体検知履歴記憶部２３ｅから当該隣接走査角度方向の過去の走査時の物体検知履歴が判定される（ＳＥ５）。
【０１２２】
ここで、過去の走査時の物体検知履歴とは、前回の走査時の物体検知履歴をいい、前回の走査時の物体検知履歴で物体「有」と判定されている場合に（ＳＥ５）、当該特定の走査角度方向に隣接する走査角度方向で障害物「有」と判定されて、その結果がＮ値フィルタ記憶部２３ｆに上書き記憶される（ＳＥ６）。
【０１２３】
尚、過去の走査時の物体検知履歴として、当該特定の走査角度方向で障害物「有」と連続して判定されている複数の走査時期に対する当該隣接走査角度方向の物体検知履歴を採用することも可能であり、当該隣接走査角度方向の複数の走査時期に対する物体検知履歴の何れかで物体「有」と判定されると、ステップＳＥ６の処理が実行されるように処理されてもよい。ステップＳＥ７，８は図８のステップＳＣ６，７と同様である。
【０１２４】
以上説明した実施形態では、監視対象物判定部２３１が、Ｎ走査回数連続して特定の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたか否かを判定するＮ値フィルタ処理を実行した後に、連続するＭ本の特定の走査角度方向で監視対象領域内距離が算出されたか否かを判定する最小検出物判定処理を実行する例を説明したが、物体検知履歴記憶部に記憶された領域判定処理の結果に基づいて、先ず、連続するＭ本の走査角度方向で物体が検知されるか否かを判定する最小検出物判定処理を実行して、その結果に基づいて、Ｎ走査回数連続して特定の走査角度方向で距離が算出されたか否かを判定するＮ値フィルタ処理を実行するように構成してもよい。
【０１２５】
この場合、信号処理装置では、距離算出部２３０で距離算出処理が実行され、その結果に基づいて、領域判定処理部２３ｈで領域判定処理が実行され、最小検出物判定処理部２３ｋで最小検出物判定処理が実行され、その結果に基づいてＮ値フィルタ処理部２３ｉでＮ値フィルタ処理が実行され、システム制御部２４で障害物検知信号出力処理が実行される。
【０１２６】
監視対象領域内で物体が移動する場合には、最小検出物判定処理の結果、連続するＭ本の走査角度方向で距離が算出される場合であっても、前回の走査時期から今回の走査時期の間に物体に走査角度方向が全く重畳しないようにずれると、Ｎ値フィルタ処理で障害物が全く検知されない事態が発生する。
【０１２７】
この場合には、Ｎ値フィルタ処理の前に、所定の補正処理が実行されるように構成すればよい。当該補正処理として最小検出物判定処理の結果、連続して距離が算出されたＭ本の走査角度方向に隣接するＰ本（Ｐは自然数）の走査角度方向で強制的に物体「有」と判定して、物体を走査方向に沿って膨張させる処理を採用することができる。
【０１２８】
Ｐの値は適宜設定すればよいが、Ｍ本の連続した走査角度方向の両側に膨張させてもよいし、片側にのみに膨張させてもよい。後者の場合、過去複数回の走査時に距離算出部２３０で算出された距離に基づいて物体の移動方向を求めて、当該移動方向に膨張させるのが好ましい。
【０１２９】
上述した実施形態は、本発明による走査式測距装置の信号処理装置、信号処理方法、及び走査式測距装置の一例であり、走査式測距装置の具体的構造、信号処理装置の具体的な回路構成、信号処理方法を実現するソフトウェアの具体的な手順等は、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】
【０１３０】
１：走査式測距装置
３：投光部
５：受光部
４：走査部
２３：信号処理部（信号処理装置）
２３ａ：測距演算部
２３ｂ：補正処理部
２３ｃ：補正データ記憶部
２３ｄ：走査角度／距離記憶部
２３ｅ：物体検知履歴記憶部
２３ｆ：Ｎ値フィルタ記憶部
２３ｇ：監視対象領域設定部
２３ｈ：領域判定処理部
２３ｉ：Ｎ値フィルタ処理部
２３ｊ：データ復元処理部
２３ｋ：最小検出物判定処理部
２４：システム制御部（信号処理装置）
２３０：距離算出部（信号処理装置）
２３１：障害物判定部（信号処理装置）
【国際調査報告】
2012127671.tif 000016
2012127671.tif 000017
2012127671.tif 000018
2012127671.tif 000019