(57)【要約】  検出領域を阻害することなく，検出領域内の汚損を除去可能な外界センサを提供することを目的としており、自身の周方向を検出可能な検出装置と、該検出装置を覆うと共に、該検出装置を覆った状態で回転可能な防護装置と、前記防護装置を清掃する清掃部とを備え、前記防護装置が前記清掃部に対して回転することで前記防護装置が清掃され、前記清掃部は、前記検出装置が検出可能な該検出装置の周方向の領域から外れた位置に配置されることを特徴とする。
2014162380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の周方向を検出可能な検出装置と、
該検出装置を覆うと共に、該検出装置を覆った状態で回転可能な防護装置と、
前記防護装置を清掃する清掃部とを備え、
前記防護装置が前記清掃部に対して回転することで前記防護装置が清掃され、
前記清掃部は、前記検出装置が検出可能な該検出装置の周方向の領域から外れた位置に配置されることを特徴とする外界センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の外界センサであって、
前記検出装置は回転することで自身の周方向を検出可能であり、
前記検出装置の回転軸に対して前記防護装置の回転軸は傾いていることを特徴とする外界センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の外界センサであって、
前記清掃部は前記周方向の領域を挟んで両側に配置されることを特徴とする外界センサ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一つに記載の外界センサであって、
前記検出装置は前記防護装置の内側に配置されており、
前記防護装置の内側には光源が配置され、
前記防護装置のうち、前記光源から放出された光が照射される部位は、前記光源から放出された光を透過する部材で形成されることを特徴とする外界センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の外界センサであって、
前記光源と前記防護装置の間に配置され、かつ前記防護装置を保持する保持部材を備え、
該保持部材のうち、前記光源から放出された光が照射される部位は、前記光源から放出された光を透過する部材で形成されることを特徴とする外界センサ。
【請求項６】
請求項４に記載の外界センサであって、
前記光源よりも内側に配置されると共に前記防護装置を保持する保持部材が、前記防護装置の内側に備えられることを特徴とする外界センサ。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれか一つに記載の外界センサであって、
前記検出装置の周方向における前記防護装置の表面は湾曲していることを特徴とする外界センサ。
【請求項８】
請求項７に記載の外界センサであって、
前記防護装置は、該防護装置の回転軸に略垂直な断面の形状が略長円形であることを特徴とする外界センサ。
【請求項９】
請求項７または８に記載の外界センサであって、
前記検出装置の検出領域は前記検出装置の回転軸と垂直な方向以外にも検出領域を備えていることを特徴とする外界センサ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一つに記載の外界センサであって、
前記防護装置に汚損物が付着しているかを判定し、汚損物が付着していると判定された場合に該防護装置を回転させることを特徴とする外界センサ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の外界センサであって、
前記光源から放出されたレーザ光の反射点とレーザ光を放出した方向における前記防護装置との距離の差を求め、該距離の差が所定の汚損判定値より小さい場合に、前記防護装置に汚損物が付着していると判定することを特徴とする外界センサ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の外界センサであって、
前記防護装置に回転駆動力を与える防護装置駆動部と、
該防護装置駆動部の駆動を制御する制御部と、
前記光源から放出されたレーザ光の反射点とレーザ光を放出した方向における前記防護装置との距離の差を求める計算部と、
該距離の差が所定の汚損判定値より小さい場合に、前記防護装置に汚損物が付着していると判定する汚損判定部を備え、
該汚損判定部が前記防護装置に汚損物が付着していると判定した場合に、前記制御部が前記防護装置駆動部を駆動させることを特徴とする外界センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，外界センサに関するものであり、特に外界センサを覆う防護装置と該防護装置を清掃する清掃部を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術として，特許文献１がある。特許文献１には，光学式センサの前面側に，汚損物の光学式センサへの付着を防止するガードを設け、ガードの表面に密着したガードクリーナを配置し、ガードが回動することでガードクリーナがガードの表面に付着した汚損を拭き取る光学式センサ汚損防止装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９４３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載の装置は，特定方向の距離を測る光学式センサの汚損を除去することは可能だが，例えば，複数方向へレーザを照射するレーザスキャナや，全方位の映像を撮像可能な全方位カメラなど，広範囲を観測する外界センサへ応用すると，外界センサ前面側に取り付けられたガードクリーナが常に外界センサの検出領域に含まれることになり，ガードクリーナの死角に存在する物体を検出できなくなってしまう。【０００５】
そこで本発明は，外界センサの検出領域を阻害することなく，検出領域内の汚損を除去可能な外界センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために，本発明に係る外界センサは，自身の周方向を検出可能な検出装置と、該検出装置を覆うと共に、該検出装置を覆った状態で回転可能な防護装置と、前記防護装置を清掃する清掃部とを備え、前記防護装置が前記清掃部に対して回転することで前記防護装置が清掃され、前記清掃部は、前記検出装置が検出可能な該検出装置の周方向の領域から外れた位置に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外界センサの検出領域を阻害することなく，検出領域内の汚損を除去可能な外界センサを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１及び２における外界センサのシステム構成図の例である。
【図２】実施例１の外界センサ１の機構構成図である。
【図３】検出装置と防護装置の回転軸が一致する場合とずれている場合で検出領域を比較する図である。
【図４】実施例２の外界センサ２の機構構成図である。
【図５】実施例２の外界センサ２の検出領域を説明する図である。
【図６】実施例３の外界センサ３のシステム構成図である。
【図７】実施例３の外界センサ３の処理フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施する上で好適となる実施例について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。ただし本発明が適用可能な機構は以下の具体的実施例に記載するものに限られるものはなく，各機能構成要素の機能を実現可能な機構であれば好適に変更や付加が可能である。なお、各図面において、同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例１】
【００１０】
実施例１では，検出装置を中心とした同一平面上の全方向の情報（例えば，距離，電波強度）を検出領域とする外界センサの例を説明する。【００１１】
実施例１について図１ないし図３を用いて説明する。図１には，実施例１の外界センサ１のシステム構成図を示す。該図に示す様に、外界センサ１は，入力部１０００から，例えば電力などの装置動力源と，装置作動開始のトリガー信号を取得する。入力部１０００から送られる信号に応じて、制御部１０１０は防護装置駆動部１０２０及び検出装置駆動部１０３０の駆動を制御する。検出装置駆動部１０３０は検出装置１０４０を作動させる。検出装置１０４０は所定軸（図２，３における回転軸Ａ）を中心として放射状の領域から得た，例えば光度等を取得するものであり、上記所定軸に対して自身の周方向を検出領域とする。検出装置１０４０は，泥や粉塵などの汚損が前記検出装置へ付着することを防ぐために、回転可能な防護装置１０５０で囲われており，防護装置１０５０は検出装置１０４０を覆った状態で回転可能である。防護装置１０５０には，清掃部１０６０を装着しており，外界センサ１を起動後，防護装置駆動部１０２０が防護装置１０５０を例えば一定速度で回転させ続けることで，防護装置１０５０が清掃部１０６０に対して回転し、清掃部１０６０が防護装置１０５０上に付着した汚損物を除去する。即ち、清掃されることになる。検出装置１０４０で取得した情報は計算部１０７０に送られ，計算部１０７０で例えば距離情報などに変換し，出力部１０８０へ伝達する。出力部１０８０は，例えば金属端子や，無線信号などによって計算結果を外部へ出力する。【００１２】
図２に，本実施例の外界センサ１の機構構成図を示す。外界センサ１は，筐体１０９０に，防護装置駆動部１０２０と，検出装置駆動部１０３０と，制御部１０１０及び計算部１０７０の機能を兼ねるコンピュータ１１３０と，入力部１０００及び出力部１０８０の機能を兼ねる端子１１２０とをそれぞれ備えており、筺体１０９０内の各部はそれぞれ電気的に接続されている。【００１３】
筐体１０９０は更に防護装置１０５０を保持する保持部材１１００と，防護装置１０５０及び清掃部１０６０を保持する保持部材１１１０を備え，保持部材１１１０の内部に回転軸Ａを中心に回転する検出装置１０４０を具備する。保持部材１１１０のうち防護装置１０５０内の部分は図２中、点線で表示されている。保持部材１１１０は筺体１０９０上に配置されており、また検出装置１０４０の周方向においては、下述するレーザ照射部１０４１を有する検出装置１０４０と防護装置１０５０の間に配置される。【００１４】
検出装置１０４０は，レーザ照射部１０４１と，反射光検出部１０４２とを備え，レーザ照射部１０４１から照射したレーザの反射光を反射光検出部１４１０によって検出する。そしてレーザを照射してから反射光を検出するまでの時間差に基づいて検出装置１０４０からレーザ反射点までの距離をコンピュータ１１３０が計算し，出力部１１２０から距離情報を出力する。また，検出装置１０４０は，検出装置駆動部１０３０によって回転駆動力が付与され、所定の回転軸を基準に例えば起動後常に一定速度で回転し，前記回転軸を中心とした同一平面上の全方向のレーザ反射点までの距離を測定可能である。【００１５】
保持部材１１１０のうち，検出装置１０４０のレーザおよびレーザの反射光が照射されて通過することになる面は、レーザ光及びレーザの反射光を透過する透過性の素材でできている。これによってレーザの減衰を減らすことが可能になる。また防護装置１０５０のうち，レーザおよび反射光が照射されて通過することになる面は、やはりレーザ光及びレーザの反射光を透過する透過性の素材でできている。これによってやはりレーザの減衰を減らすことが可能になる。防護装置１０５０は，防護装置１０５０の上部にて防護装置１０５０を支持する保持部材１１００と、防護装置１０５０の下部にて保持部材１１１０により回転軸Ｂ周りに回転するよう保持されている。防護装置１０５０の下部には、防護装置１０５０の回転時に保持部材１１１０がずれない様にするレール面が形成されており、該レール面の幅は保持部材１１１０と同等またはそれ以上となっている。これにより、防護装置駆動部１０２０の駆動時に防護装置１０５０は回転軸Ｂ周りを回転出来る。【００１６】
清掃部１０６０は，防護装置１０５０の上方半分以上を清掃するべく保持部材１１１０に，下方半分以上を清掃するべく筐体１０９０にそれぞれ取り付けられる。即ち、検出装置１０４０の検出領域となる検出装置１０４０の周方向の領域を挟んで両側に配置されている。これにより、レーザ照射部１０４１から照射されるレーザ及び反射光をいずれも遮ることなく防護装置１０５０の全面を清掃することができる。また，本実施例における防護装置１０５０は回転軸Ｂが高さ方向になる円錐型であり，レーザに対して所定角度以上の入射角を維持することで，防護装置１０５０内でレーザが散乱することを防いでいる。【００１７】
続いて図３を用いて，本実施形態の効果を説明する。なお，該図においては各構成要素を見やすい様に簡略化して記載している。また，検出領域は後述する死角を分かりやすく説明するために扇形で表現しているが，実際は，例えばレーザの反射点が反射光検出部１０４２で測定可能な強度をもつ最大距離が検出領域となる。【００１８】
検出装置１０４０を防護装置１０５０で囲う場合，図３（ａ）のように検出装置１０４０の回転軸Ａと防護装置１０５０の回転軸Ｂを一致させれば，駆動装置軸を共有可能であり，設計や製造，組み立てが容易となる。しかし，防護装置の外側全面を清掃するには，例えば図３（ａ）のように清掃部１０６０を検出装置１０４０の検出領域を横切るように取り付ける必要があり，レーザ照射部１０４１から見て清掃部１０６０の奥行き方向の検出領域が死角Ｄ１となる。【００１９】
また，防護装置１０５０上に汚損物が付着し，清掃部１０６０で汚損物をこすった結果，汚損物が防護装置１０５０の回転方向に沿って防護装置１０５０上に伸びたり，防護装置上に回転方向に沿った傷が発生したりする場合がある。この時、防護装置１０５０と検出装置１０４０は互いに回転軸が一致しており、回転方向も一致する。即ち、防護装置１０５０上に発生した防護装置１０５０の回転方向に沿った傷は、検出装置１０４０の回転方向に一致する。例えば図３（ａ）のように汚損物が伸びた場合，汚損物によって発生する死角Ｄ２が生じ，（清掃部１０６０によって）汚損物が伸びる前よりもかえって死角が増えてしまう。【００２０】
一方、本実施例に記載の構造では，検出装置１０４０の回転軸Ａと防護装置１０５０の回転軸Ｂが一致しておらず、角度がずれている。図３（ｂ）のように，検出装置の回転軸Ａと防護装置の回転軸Ｂの角度をずらすことによって，例えば清掃装置１０６０を，検出領域からｚ軸正負方向に最も離れた２箇所に設置し，それぞれの清掃装置１０６０が防護装置１０５０の水平断面を基準として上方半分と下方半分を清掃すれば，清掃装置１０６０がレーザ光を遮らなくなり、検出領域に死角を作ることなく防護装置１０５０上の外側全面を清掃可能となる。【００２１】
また，図３（ａ）と同様に防護装置の回転方向に沿って汚損物が伸びた場合，汚損物によって発生する死角は図３（ｂ）のＤ２となるが，今度は防護装置１０５０と検出装置１０４０で回転軸がずれており、回転方向もずれている。即ち、防護装置１０５０上に発生した防護装置１０５０の回転方向に沿った傷は、検出装置１０４０の回転方向には一致せず、発生する死角の領域はＤ２よりも少なくなる。即ち、検出装置１０４０の回転軸Ａと防護装置１０５０の回転軸を一致させた場合に比べて，汚損物が伸びた際の死角を少なくすることが可能である。なお，前述した汚損物が伸びた際の死角を少なくする効果は，清掃部の取り付け方に関係なく発揮されることは明らかである。【００２２】
即ち、本実施例によれば、回転することで自身の周方向を検出可能な検出装置１０４０と、検出装置１０４０を覆うと共に、検出装置１０４０を覆った状態で回転可能な防護装置１０５０と、防護装置１０５０を清掃する清掃部１０６０とを備え、検出装置１０４０の回転軸Ａに対して防護装置１０５０の回転軸Ｂが傾いているので、検出装置１０４０の検出領域を阻害することなく，検出領域内の汚損を除去可能な外界センサを提供することが可能になる。
【実施例２】
【００２３】
実施例２について図４及び図５を用いて説明する。実施例２では，検出装置を中心軸とした全方向において，中心軸と平行方向にも一定視野角の検出領域を備え，全方向の３次元情報（距離，電波強度）を測定可能な外界センサの例を説明する。実施例１と重複する点についてはここでの説明を省略する。【００２４】
図４に本実施例の外界センサの機構構成図を示す。実施例２では，検出装置２０４０が複数のレーザ照射部２０４２及び反射光検出部２０４１を備え，（一定の視野角により）実施例１と同様の計算方法で回転軸Ａに対しておよそ垂直な方向のみならず平行な平面内の複数方向のレーザ反射点までの距離も測定可能である。検出装置２０４０は回転軸Ａを中心に例えば起動後常に一定速度で回転し，全方向の３次元的な距離を測定することが可能である。防護装置２０５０は，例えば長円形の垂直断面形状とするなど，検出装置の周方向（視野角を有する場合においてはレーザ等が照射される領域または反射光が通過する領域も含む）における防護装置の表面は湾曲しており、保持部が狭くなるような形状をしている。【００２５】
本実施例における保持部材２１１０は，検出装置２０４０を貫通し，防護装置２０５０の上部を保持している。保持部材２１１０と筐体１０９０には清掃部１０６０を備え，清掃部１０６０はレーザ及び反射光を阻害しない位置に付いており，防護装置２０５０が起動後常に一定速度で回転軸Ｂ周りに回転することで，防護装置２０５０の全外面を清掃する。【００２６】
図５を用いて，本実施例の効果を説明する。なお，各構成要素を見やすいよう簡略化して記載している。また，検出領域は死角を分かりやすく説明するために扇形で表現しているが，実際は，例えばレーザの反射点が反射光検出部で測定可能な強度をもつ範囲の最大距離などが検出領域となる。【００２７】
本実施例では，回転軸Ｂに略垂直な断面が例えば略長円形となる防護装置２０５０で検出装置２０４０を囲う。このように防護装置２０５０の表面形状を湾曲にし、保持部が徐々に狭くなるように滑らかにすることで，検出装置２０４０の回転による防護装置２０５０に対するレーザの入射角の変化を少なくしている。よって，レーザの防護装置通過時の屈折を少なくする効果を奏する。さらに，防護装置２０５０を円筒形とする場合に比べ省スペース化することが可能である。【００２８】
また，保持部材２１１０は，検出装置２０４０を貫通し，防護装置２０５０の内側かつ検出装置２０４０よりも内側に配置され、防護装置２０５０の上部を保持している。よって、本実施例ではレーザは防護装置２０５０のみを透過するため，実施形態１の様にレーザが保持部材１１１０と防護装置１０５０を透過するよりも，レーザの減衰を抑える効果を持つ。【００２９】
以上によって，検出装置を中心軸とした全方向において，中心軸と垂直方向にも一定視野角の検出領域を備え，全方向の３次元情報（距離，電波強度）を測定可能であり，なおかつ検出領域を阻害することなく検出領域内の汚損を除去可能な外界センサも実現される。【００３０】
尚、上記各実施例では、回転することで自身の周方向を検出可能な検出装置を備え、検出装置の回転軸Ａに対して防護装置の回転軸Ｂが傾いている場合について説明した。しかし、回転するか否かによらず、検出装置が自身の周方向を検出可能であり、かつ清掃部が検出装置の周方向の領域から外れた位置（即ち、検出可能な領域から外れた位置）に配置されるものであれば、検出装置の検出領域を阻害することなく，検出領域内の汚損を除去可能な外界センサを提供することが可能になる。【００３１】
また、清掃部が検出領域となる検出装置の周方向の領域を挟んで両側に配置されることで、検出装置の検出領域を阻害することなく防護装置の表面全体を清掃することが可能になる。
【実施例３】
【００３２】
実施例３について図６及び図７を用いて説明する。上記各実施例では防護装置を外界センサの起動後常に防護装置が回転する場合を例に説明したが、本実施例では，防護装置３０５０を必要な時だけ回転させる場合について説明する。必要な時だけ回転させることで，防護装置３０５０や清掃部１０６０の摩耗，消費電力を低減する。上記各実施例と重複する点についてはここでの説明を省略する。【００３３】
図６に本実施例における外界センサのシステム構成図を示す。本実施例と前述までの実施例との違いは，汚損判定部３０００を備えている点である。汚損判定部３０００は，計算部から得る反射光のデータを基に，例えば後述する方法で防護装置３０５０に汚損物が付着しているかを判定し，汚損物が付着していた場合は，制御部１０１０へ，例えば，防護装置３０５０を回転開始するトリガー信号などを送信する。【００３４】
図７に本実施形態の外界センサの処理フローチャートの例を示す。外界センサ装置起動後，Ｓ１で，検出装置１０４０を一定速度で回転させ始める。Ｓ２では，検出装置１０４０よりレーザ反射点までの距離を取得する。Ｓ３では，前記反射点が、防護装置上の汚れ等に反射していないかを調べるために、前記反射点の距離と，レーザ光照射方向におけるレーザ照射部から防護装置までの距離の差を計算部１０７０で求める。汚損判定部３０００は，計算部から得る反射光のデータを基に，前記距離の差と，予め設定した汚損判定値との比較を行う。前記距離の差が，予め設定した汚損判定値よりも小さい場合は，防護装置に汚損物が付着していると判断し，Ｓ４へ進み防護装置を回転する。一方、前記距離の差が，予め設定した汚損判定値よりも大きい場合は，防護装置に汚損物が付着していないものと判断し，Ｓ４をスキップしてＳ５へ進む。尚、等しい場合はどちらかに入れておけばよい。Ｓ５では入力部から終了信号を受信しているかを調べ，前記終了信号を受信した場合は全装置を停止し，受信していなければＳ２へ戻って動作を継続する。【００３５】
本機構は，例えば実施形態１や実施形態２のコンピュータ１１３０に汚損判定部を設けて構成することが可能である。【００３６】
以上の様に，本実施例によれば、防護装置に汚損物が付着しているかを判定し、汚損物が付着していると判定された場合に防護装置を回転させる様にしている。即ち、必要な時に限って回転させれば良く，防護装置や清掃部の摩耗，消費電力を低減する外界センサを提供することが可能になる。【００３７】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば，上記の検出装置には全て距離センサを用いたが，他の光学センサ，例えば回転式のカメラや，全方位カメラなどにも適応可能である。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。また、防護装置や検出装置の回転速度が一定であることにも限られるものでない。
【符号の説明】
【００３８】
１、２、３  外界センサ
１０００  入力部
１０１０  制御部
１０２０  防護装置駆動部
１０３０  検出装置駆動部
１０４０  １の検出装置
１０５０  １の防護装置
１０６０  清掃部
１０７０  計算部
１０８０  出力部
２０４０  ２の検出装置
２０５０  ２の防護装置
３０００  汚損判定部
３０５０  ３の防護装置
【図１】
2014162380.tif 000003
【図２】
2014162380.tif 000004
【図３】
2014162380.tif 000005
【図４】
2014162380.tif 000006
【図５】
2014162380.tif 000007
【図６】
2014162380.tif 000008
【図７】
2014162380.tif 000009
【国際調査報告】
2014162380.tif 000010
2014162380.tif 000011