(57)【要約】【課題】  ２次元位置あるいは３次元位置に存在する複数個の物体の虚像を適正に除去でき、複数個の物体の位置を同時に精度よく検出できる物体位置検出装置を提供することである。【解決手段】  ２次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する３個又は４個の距離センサを設け、物体存在候補位置判定手段１５は３個又は４個の距離センサで測定された各々の距離データに基づいて物体が存在する候補位置を判定し、物体虚像除去手段１６により検出物体の存在条件を加味して物体存在候補位置から物体の虚像を表す物体存在候補位置を除去し、物体位置特定手段１７は物体虚像除去手段１６で除去された残りの物体存在候補位置を物体が存在する位置であると特定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する３個又は４個の距離センサと、３個又は４個の距離センサで測定された各々の距離データに基づいて物体が存在する候補位置を判定する物体存在候補位置判定手段と、検出物体の存在条件を加味して前記物体存在候補位置判定手段で判定された物体存在候補位置から物体の虚像を表す物体存在候補位置を除去する物体虚像除去手段と、前記物体虚像除去手段で除去された残りの物体存在候補位置を物体が存在する位置であると特定する物体位置特定手段とを備えたことを特徴とする物体位置検出装置。
【請求項２】
３次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する４個又は５個の距離センサと、４個又は５個の距離センサで測定された各々の距離データに基づいて物体が存在する候補位置を判定する物体存在候補位置判定手段と、検出物体の存在条件を加味して前記物体存在候補位置判定手段で判定された物体存在候補位置から物体の虚像を表す物体存在候補位置を除去する物体虚像除去手段と、前記物体虚像除去手段で除去された残りの物体存在候補位置を物体が存在する位置であると特定する物体位置特定手段とを備えたことを特徴とする物体位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元の平面上あるいは３次元の空間に存在する物体の位置を検出する物体位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の位置検出を行う物体位置検出装置としては、狭角の距離センサを用いて測定するようにしたものがある。これは、電磁波の輻射角を狭くした狭角の距離センサを用いて、その距離センサの向きをメカニカルに変化させて物体からの反射波を受信し物体の位置を検出するものである。すなわち、距離センサの向きと測定した距離とにより、２次元又は３次元の位置を算出して物体の位置を測定する。従って、このような物体位置検出装置では、距離センサの向きを変化させる機構やその変化させた向きの角度を検出する機構が必要となる。
【０００３】
また、監視カメラを用いて物体の位置検出を行うようにした物体位置検出装置がある。この物体位置検出装置は、監視カメラで撮影した画像を画像処理して物体を識別するものであるが、監視カメラの設置位置に合わせて画像処理を行う必要があり、また、画像処理ソフトが必要となるので高価となる。
【０００４】
さらに、複数個のエリアセンサを使用して物体の位置検出を行うものもあるが、区分したエリアの数だけエリアセンサが必要となり、分解能を上げるためには多量のセンサが必要となる。また、同一エリア内では、検出物体が２個以上ある場合と１個しかない場合との区別がつかない。つまり同一エリア内では物体の数までは数えられないなどの欠点もある。
【０００５】
ここで、物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する距離測定装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この距離測定装置は、定在波の周期が距離に反比例することから定在波の周期を判定して物体までの距離を測定するものであり、近距離であっても精度良い距離測定が可能であり、複数の測定対象の距離を同時に測定することができ、しかも、他の距離測定装置の発信信号の影響を受けることなく距離測定を行えるという優れた特徴を有するものである。そこで、この距離測定装置を物体位置検出装置に応用することが検討されている。
【特許文献１】特開２００２−３５７６５６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示される距離測定装置を物体位置検出装置に適用しようとした場合には、そのままでは、距離測定装置の向きを変化させる機構やその変化させた向きの角度を検出する機構が必要となる。これは、特許文献１のものは、１０ｃｍ以下の距離であっても精度よく検出できるようにするため電磁波の輻射角を絞った狭角の距離センサであるからである。
【０００７】
例えば、店舗や事務所などに設置される人の存在を確認するための物体位置検出装置は、通常、１０ｃｍ以上の距離にある物体の位置が検出できればよい。そこで、特許文献１に示される距離測定装置を適用するにあたり、電磁波の輻射角を拡げた広角度の距離センサとし、距離センサの向きを変化させる機構やその変化させた向きの角度を検出する機構を不要とすることが考えられる。この場合、２個の広角度の距離センサを用いて２次元位置の物体を検出する場合や、３個の広角度距離センサを用いて３次元位置の物体を検出する場合には、検出物体が１個の場合には三角測量と同様となり位置計測が可能である。
【０００８】
しかし、多数の検出物体が有る場合は多くの虚像を生じる。これは、距離センサは物体までの距離しか計測できず、方向までは検出できないからである。この虚像の除去は、検出物体の軌跡を記録し起こりえない軌跡となる検出物体を除去して行うことが考えられる。例えば、建家内の物体の位置検出である場合には、壁を突き抜けて移動したような物体を除去するという虚像除去処理を行うことになるが、このような虚像除去処理では、装置起動直後や目標物がほとんど動かない場合は虚像の除去ができない。また、この虚像の除去処理を行うためには、虚像や実像の過去の位置情報が必要であるため、演算処理装置の保持データや処理データが多くなる。
【０００９】
本発明の目的は、２次元位置あるいは３次元位置に存在する複数個の物体の虚像を適正に除去でき、複数個の物体の位置を同時に精度よく検出できる物体位置検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明に係わる物体位置検出装置は、２次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する３個又は４個の距離センサと、３個又は４個の距離センサで測定された各々の距離データに基づいて物体が存在する候補位置を判定する物体存在候補位置判定手段と、検出物体の存在条件を加味して前記物体存在候補位置判定手段で判定された物体存在候補位置から物体の虚像を表す物体存在候補位置を除去する物体虚像除去手段と、前記物体虚像除去手段で除去された残りの物体存在候補位置を物体が存在する位置であると特定する物体位置特定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明に係わる物体位置検出装置は、３次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する４個又は５個の距離センサと、４個又は５個の距離センサで測定された各々の距離データに基づいて物体が存在する候補位置を判定する物体存在候補位置判定手段と、検出物体の存在条件を加味して前記物体存在候補位置判定手段で判定された物体存在候補位置から物体の虚像を表す物体存在候補位置を除去する物体虚像除去手段と、前記物体虚像除去手段で除去された残りの物体存在候補位置を物体が存在する位置であると特定する物体位置特定手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する複数個の距離センサを用意し、２次元的又は３次元的に存在する物体の位置検出を行う場合には、検出物体の存在条件に加え、その次元数より１個又は２個多い距離センサを設けて虚像を除去するので、虚像を適正に除去できる。
【００１３】
また、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する複数個の距離センサを用いるので、２次元又は３次元に位置する物体の位置検出が画像処理や多数のエリアセンサを用いることなく行え、１点だけの位置検出だけではなく多点の位置計測がメカニカルな首振り装置などを必要とすることなく同時に計測可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置のブロック構成図である。距離センサ１１ａ〜１１ｄは物体までの距離を検出するものであり、その検出原理は前述の特許文献１の距離測定装置と同じであるが、送信手段から送信される電磁波は、２次元方向に所定の広角度で送信される点で異なっている。すなわち、２次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し、物体との間に形成される定在波に基づいてその物体までの距離を測定する。広角度で電磁波を輻射するには、例えば、発信源からの電源を導波管や同軸ケーブルで送信手段に導き、送信手段に設けられたホーンから広角度で輻射する。
【００１５】
図１では、４個の距離センサ１１ａ〜１１ｄが設けられた場合を示しており、各々距離センサ１１ａ〜１１ｄはそれぞれ異なる場所に設置され、物体位置を検出する領域に向けて広角度で電磁波を輻射することになる。これら４個の距離センサ１１ａ〜１１ｄで測定された物体までの距離データは演算制御装置１２の入力手段１３に入力され、各々の距離センサ１１ａ〜１１ｄで測定された物体までの距離データ及びその個数がメモリ１４に記憶される。
【００１６】
物体存在候補位置判定手段１６は、各々の距離センサ１１ａ〜１１ｄで測定された各々の距離データに基づいて物体が存在する候補位置を判定する。すなわち、各々の距離センサ１１ａ〜１１ｄを中心とし各々の距離データを半径とした円が互いに交わる交点を物体存在候補位置として判定する。この場合、距離センサ１１ａ〜１１ｄは物体までの距離しか計測できず、物体の存在する方向までは検出できないので、多数の物体が有る場合は多くの虚像を生じる。
【００１７】
そこで、物体虚像除去手段１６はメモリ１４に予め記憶された検出物体の存在条件を加味し、また、各々の距離センサ１１ａ〜１１ｄで測定した距離データの個数により、物体存在候補位置判定手段１５で判定された物体存在候補位置から物体の虚像を表す物体存在候補位置を除去する。物体位置特定手段１７は、物体虚像除去手段１６で除去された後の残りの物体存在候補位置を物体が存在する位置であると特定し、その物体位置情報を必要に応じてメモリ１４に記憶するとともに出力装置１８に出力する。
【００１８】
次に、本発明での物体の位置検出の原理について説明する。図２は、建家内部に１個の物体２０が存在する場合の位置検出の説明図である。この１個の物体２０の位置検出を行うには、建家内部の壁面２１に２個の距離センサ１１ａ、１１ｂを設ければよい。すなわち、距離センサ１１ａを中心とした半径が距離センサ１１ａより測定された距離データＬａである円２２ａと、距離センサ１１ｂを中心とした半径が距離センサ１１ｂより測定された距離データＬｂである円２２ｂとの交点を求めることにより、物体２０の２次元位置を特定することが可能である。円２２ａ、２２ｂの交点は２個できるが、片方は建家の外部にできる交点であるので建家内の物体という検出物体の存在条件により除去する。
【００１９】
図３は、建家内部に２個の物体が存在し２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで物体の位置検出を行った場合の説明図である。物体が２個である場合、距離センサ１１ａで測定された距離データは２個となり、距離センサ１１ｂで測定された距離データも２個となる。距離センサ１１ａで測定された距離データＬａ１、Ｌａ２を半径とする２個の円２２ａ１、２２ａ２と、距離センサ１１ｂで測定された距離データＬｂ１、Ｌｂ２を半径とする２個の円２２ｂ１、２２ｂ２との交点は８個となる。これら８個の交点２３−１〜２３−８に対して建家内の物体という検出物体の存在条件を加味して、４個の交点２３−５〜２３−８を除去する。
【００２０】
この場合、残りの交点は４個の交点２３−１〜２３−４となるが、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂは、それぞれ２個の距離データを検出しているので、物体は４個ではなく２個である。従って、４個の交点２３−１〜２３−４のうち２個は虚像である。
【００２１】
ここで、複数個の距離センサ１１の測定した距離データの個数がすべて同数の場合には、円上には、１個しか実体は存在しないという条件により、残りの虚像を除去できる。２個の距離センサ１１ａ、１１ｂは、それぞれ２個の距離データを検出しているので、円上には１個しか実体は存在しないという条件により、交点２３−１、２３−４か、交点２３−２、２３−３かのいずれかであることは分かるが、交点２３−１、２３−４なのか、交点２３−２、２３−３なのかが分からない。そこで、３個目の距離センサ１１ｃからの距離データを用いて、４個の交点２３−１〜２３−４のうちから２個の虚像を除去し、２個の実像を得ることになる。
【００２２】
図４は、建家内部に２個の物体が存在し３個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで物体の位置検出を行った場合の説明図である。すなわち、図３に対して３個目の距離センサ１１ｃからの２個の距離データＬｃ１、Ｌｃ２による円２２ｃ１、２２ｃ２を追加した場合の説明図である。
【００２３】
３個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃとした場合、距離センサ１１ａ、１１ｂよりの各々の距離データＬａ１、Ｌａ２、Ｌｂ１、Ｌｂ２を半径とした円２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２の交点のうち、検出物体の存在条件を加味した残りの交点２３−１〜２３−４について、追加した距離センサ１１ｃにより測定された距離データＬｃ１、Ｌｃ２を半径とする距離センサ１１ｃを中心とした円２２ｃ１、２２ｃ２とも交差しない交点２３−２、２３−３は虚像と判断できる。図４では、交点２３−１、２３−４が３個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれの２個の距離データを半径とする円の交点であるので実像と判定できる。
【００２４】
物体がさらに増えＮ個となった場合には、交点の数は検出物体の存在条件を加味してもＮ２個となるが、３個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで物体の位置検出を行えば、３個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれのＮ個の距離データを半径とする円の交点が実像と判定できる。
【００２５】
次に、３個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを用いても物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合には例外的に虚像除去ができない場合がある。図５は、３個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを用いても物体の位置検出ができない場合の説明図である。ここで、物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合とは、距離センサ１１ａで測定された距離データＬａ１、Ｌａ２の円２２ａ１、２２ａ２と、距離センサ１１ａ、１１ｂで測定された距離データＬｂ１、Ｌｂ２の円２２ｂ１、２２ｂ２との２個の交点位置２３−２、２３−３が、例えば、３個目の距離センサ１１ｃで測定された距離データＬｃ２の円２２ｃ２上にある場合である。
【００２６】
この場合には、図５に示すように３個目の距離センサ１１ｃが検出した距離データＬｃ１の円２２ｃ１は、距離センサ１１ａ、１１ｂの距離データＬａ１、Ｌｂ１の円２２ａ１、２２ｂ１の交点２３−１と交わっているので、交点２３−１が実像であることが分かる。しかし、３個目の距離センサ１１ｃが検出した距離データＬｃ２の円２２ｃ２上に２個の交点２３−２、２３−３があるので、いずれが実像であるか分からない。
【００２７】
そこで、図６に示すように、４個目の距離センサ１１ｄからの距離データを用いて、２個の交点２３−２〜２３−３のうちから１個の虚像を除去し、２個の実像を得ることになる。図６は、建家内部に２個の物体が存在し４個の距離センサ１１ａ〜１１ｄで物体の位置検出を行った場合の説明図である。すなわち、図５に対して４個目の距離センサ１１ｄからの２個の距離データＬｄ１、Ｌｄ２による円２２ｄ１、２２ｄ２を追加して、円２２ｄ２と交わらない交点２３−３を虚像であると判定して除去し、物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合にも適正に実像を得る。なお、物体が動く場合には、特別な位置関係にあるのは一瞬のことであるので、物体の動きに伴って物体が特別な位置関係からずれると、４個目の距離センサ１１ｄからの距離データがなくても虚像を識別できる。
【００２８】
次に、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで測定した距離データの数が異なることがある。例えば、一方の距離センサ１１ａで測定された距離データが１個であり、他方の距離センサ１１ｂで測定された距離データが２個である場合がある。これは、その距離センサ１１ａからの距離が等距離で方向のみが異なる場所に２個の物体が存在する場合である。図７は、建家内部の２個の物体２０ａ、２０ｂを２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで位置検出できる場合の説明図である。
【００２９】
２個の物体２０ａ、２０ｂに対して、通常は、距離センサ１１ａ及び距離センサ１１ｂは、それぞれ２個の距離データを測定することになるが、例えば、距離センサ１１ａからの距離が等距離で方向のみが異なる場所に２個の物体２０ａ、２０ｂが存在する場合には、距離センサ１１ａで測定される距離データは１個の距離データＬａとなる。一方、距離センサ１１ｂで測定される距離データは２個の距離データＬｂ１、Ｌｂ２である。
【００３０】
距離センサ１１ａで測定された距離データＬａを半径とした円２２ａと、距離センサ１１ｂで測定された距離データＬｂ１、Ｌｂ２を半径とした円２２ｂ１、２２ｂ２との交点が物体の存在する候補位置となる。そして、検出物体の存在条件を加味して建家の外部にできる交点除去すると、２個の物体存在候補位置となる。この場合、距離センサ１１ｂでは２個の距離データが測定されているので、物体は２個であることが分かる。そこで、検出物体の存在条件を加味して得られた２個の物体存在候補位置をそのまま２個の物体の存在位置として検出することになる。このように、距離センサ１１ａからの距離が等距離で方向のみが異なる場所に２個の物体２０ａ、２０ｂが存在する場合には、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂでその２個の物体２０ａ、２０ｂの位置検出を行うことができる。
【００３１】
次に、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで測定した距離データの数が異なる場合として、一方の距離センサ１１ａで測定された距離データが２個であり、他方の距離センサ１１ｂで測定された距離データが３個である場合について説明する。
【００３２】
図８は、建家内部に存在する３個の物体のうちの２個が、ある距離センサから等距離で方向のみが異なる場所に位置し、２個の距離センサで３個の物体の位置検出を行った場合の説明図である。いま、一方の距離センサ１１ａで測定された距離データが２個であり、他方の距離センサ１１ｂで測定された距離データが３個であるとする。
【００３３】
距離センサ１１ａで測定された２個の距離データＬａ１、Ｌａ２の円２２ａ１、２２ａ２と、距離センサ１１ｂで測定された距離データＬｂ１、Ｌｂ２、Ｌｂ３の円２２ｂ１、２２ｂ２、Ｌｂ３との交点は１２個できるが、検出物体の存在条件を加味すると６個の交点２３−１〜２３−６となる。距離センサ１１ｂで測定された距離データの個数が３個であることから、物体の個数は３個であり、少なくとも２個は円２２ａ１又は円２２ａ２のいずれかの円上にあることはわかるが、いずれであるかが分からない。そこで、３個目の距離センサ１１ｃからの距離データを用いて、６個の交点２３−１〜２３−６のうちから３個の虚像を除去し、３個の実像を得ることになる。
【００３４】
図９は、建家内部に３個の物体が存在し３個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで物体の位置検出を行った場合の説明図である。すなわち、図８に対して３個目の距離センサ１１ｃからの３個の距離データＬｃ１、Ｌｃ２、Ｌｃ３による円２２ｃ１、２２ｃ２、２２ｃ３を追加した場合の説明図である。
【００３５】
３個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃとした場合、距離センサ１１ａ、１１ｂよりの各々の距離データＬａ１、Ｌａ２、Ｌｂ１、Ｌｂ２、Ｌｂ３を半径とした円２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２、２２ｂ３の交点のうち、検出物体の存在条件を加味した残りの交点２３−１〜２３−６について、追加した距離センサ１１ｃにより測定された距離データＬｃ１、Ｌｃ２、Ｌｃ３を半径とする距離センサ１１ｃを中心とした円２２ｃ１、２２ｃ２、２２ｃ３とも交差しない交点２３−２、２３−３、２３−５は虚像と判断できる。図９では、交点２３−１、２３−４、２３−６が実像と判定できる。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置の動作を説明する。図１０ないし図１２は、本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置の処理内容を示すフローチャートである。図１０は図２及び図７に示した２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで１個又は２個の物体の位置検出を行う場合のフローチャート、図１１は図４及び図６に示した３個又は４個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで物体の位置検出を行う場合のフローチャート、図１２は図９及び図６に示した３個又は４個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで物体の位置検出を行う場合のフローチャートである。
【００３７】
図１０において、まず、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで測定された距離データを入力し（Ｓ１）、距離センサ１１ａ、１１ｂで測定された距離データおよびその個数を記憶する（Ｓ２）。そして、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで測定したデータ個数が同じであるか否かを判定し（Ｓ３）、同じである場合には、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで測定した距離データの個数はそれぞれ１個か否かを判定する（Ｓ４）。
【００３８】
２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで測定した距離データの個数が双方とも１個である場合は、図２に示すように、距離センサ１１ａを中心とした半径が距離データＬａである円２２ａと、距離センサ１１ｂを中心とした半径が距離データＬｂである円２２ｂとの交点を求め（Ｓ５）、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する（Ｓ６）。すなわち、各々距離センサ１１ａ、１１ｂの壁面２１の背面側に形成される交点を物体の虚像であるとして除去する。そして、残りの交点を物体の位置として特定する（Ｓ７）。このように、１個の物体の位置検出は、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで検出できる。
【００３９】
ステップＳ４の判定で２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで測定した距離データの個数が１個でないと判定された場合には、図１１に示す処理に移行する。すなわち、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂの距離データの個数が同じであり、その個数が２個以上である場合には、３個目の距離センサ１１ｃで測定された距離データを入力し（Ｓ８）、３個目の距離センサ１１ｃで測定された距離データおよびその個数を記憶する（Ｓ９）。
【００４０】
そして、例えば、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで測定した距離データの個数が双方とも２個であり、３個目の距離センサ１１ｃで測定した距離データの個数も２個である場合には、図４に示すように、距離センサ１１ａを中心とした半径が距離データＬａ１、Ｌａ２である円２２ａ１、２２ａ２と、距離センサ１１ｂを中心とした半径が距離データＬｂ１、Ｌｂ２である円２２ｂ１、２２ｂ２との交点を求め、これらの交点のうち、距離センサ１１ｃを中心とした半径が距離データＬｃ１、Ｌｃ２である円２２ｃ１、２２ｃ２と交わる交点を求める（Ｓ１０）。その後に、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する（Ｓ１１）。すなわち、各々距離センサ１１ａ、１１ｂの壁面２１の背面側に形成される交点を物体の虚像であるとして除去する。
【００４１】
次に、ステップＳ１１で虚像を除去した後の円２２ａ１、２２ａ２と円２２ｂ１、２２ｂ２との交点に、円２２ｃ１、２２ｃ２がそれぞれ交わる交点の数が各々の距離センサ１１ａ〜１１ｃが測定した距離データの数と同じか否かを判定し（Ｓ１２）、同じである場合には、それらの交点を物体の存在する位置であるとして特定する（Ｓ１３）。図４では、交点２３−１、２３−４が物体の存在する位置であるとして特定される。
【００４２】
ステップＳ１２の判定で、円２２ａ１、２２ａ２と円２２ｂ１、２２ｂ２との交点に、円２２ｃ１、２２ｃ２がそれぞれ交わる交点の数が各々の距離センサ１１ａ〜１１ｃが測定した距離データの数と同じでない場合、例えば、図５に示すように、交点の数が交点２３−１、２３−２、２３−３の３個に対し、各々の距離センサ１１ａ〜１１ｃが測定した距離データの数が２個である場合には、４個目の距離センサ１１ｄで測定された距離データを入力する（Ｓ１４）。
【００４３】
そして、図６に示すように、距離センサ１１ａを中心とした半径が距離データＬａ１、Ｌａ２である円２２ａ１、２２ａ２、距離センサ１１ｂを中心とした半径が距離データＬｂ１、Ｌｂ２である円２２ｂ１、２２ｂ２、距離センサ１１ｃを中心とした半径が距離データＬｃ１、Ｌｃ２である円２２ｃ１、２２ｃ２、距離センサ１１ｄを中心とした半径が距離データＬｄ１、Ｌｄ２である円２２ｄ１、２２ｄ２のそれぞれが交わる交点を求める（Ｓ１５）。その後に、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する（Ｓ１６）。そして、残りの交点を物体の位置として特定する（Ｓ１７）。図６では、交点２３−１、２３−４が物体の存在する位置であるとして特定される。
【００４４】
このように、２個以上の物体の位置検出は、３個の距離センサ１１ａ、１１ｂで検出できる。なお、物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合には例外的に４個の距離センサを用いて２個以上の物体の位置検出を行う（Ｓ１４〜Ｓ１７）。
【００４５】
次に、図１０のステップＳ３での判定で、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで測定された距離データの個数が同じでない場合は、一方の距離センサで測定された距離データの個数は１個か否かを判定する（Ｓ１８）。例えば、図７に示すように距離センサ１１ａで測定された距離データが１個で距離センサ１１ｂで測定された距離データが２個の場合は、距離センサ１１ａで測定された距離データＬａを半径とする円２２ａと、距離センサ１１ｂで測定された距離データＬｂ１、Ｌｂ２を半径とする２個の円２２ｂ１、２２ｂ２との交点を求める（Ｓ１９）。そして、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去し（Ｓ２０）、残りの交点を物体の位置として特定する（Ｓ２１）。このように、距離センサ１１ａからの距離が等距離で方向のみが異なる場所に２個の物体が存在する場合には、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで物体の存在位置が特定できる。
【００４６】
図１０のステップＳ１８での判定で、一方の距離センサの距離データの個数が１個でない場合は、図１２に示す処理に移行する。すなわち、２個の距離センサ１１ａ、１１ｂの距離データの個数が異なり、一方の距離センサの距離データの個数が１個でない場合には、３個目の距離センサ１１ｃで測定された距離データを入力し（Ｓ２２）、３個目の距離センサ１１ｃで測定された距離データおよびその個数を記憶する（Ｓ２３）。
【００４７】
そして、例えば、距離センサ１１ａで測定した距離データの個数が２個であり、距離センサ１１ｂで測定した距離データの個数が３個であり、３個目の距離センサ１１ｃで測定した距離データの個数も３個である場合には、図９に示すように、距離センサ１１ａを中心とした半径が距離データＬａ１、Ｌａ２である円２２ａ１、２２ａ２と、距離センサ１１ｂを中心とした半径が距離データＬｂ１、Ｌｂ２、Ｌｂ３である円２２ｂ１、２２ｂ２、２２ｂ３との交点を求め、これらの交点のうち、距離センサ１１ｃを中心とした半径が距離データＬｃ１、Ｌｃ２、Ｌｃ３である円２２ｃ１、２２ｃ２、２２ｃ３と交わる交点を求める（Ｓ２４）。その後に、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する（Ｓ２５）。
【００４８】
次に、ステップＳ２５で虚像を除去した後の円２２ａ１、２２ａ２と円２２ｂ１、２２ｂ２、２２ｂ３との交点に、円２２ｃ１、２２ｃ２、２２ｃ３がそれぞれ交わる交点の数が各々の距離センサ１１ａ〜１１ｃが測定した距離データの最大個数であるか否かを判定し（Ｓ２６）、最大個数である場合には、それらの交点を物体の存在する位置であるとして特定する（Ｓ２７）。図９では、交点２３−１、２３−４、２３−６が物体の存在する位置であるとして特定される。
【００４９】
ステップＳ２６の判定で、円２２ａ１、２２ａ２と円２２ｂ１、２２ｂ２、２２ｂ３との交点に、円２２ｃ１、２２ｃ２、２２ｃ３がそれぞれ交わる交点の数が各々の距離センサ１１ａ〜１１ｃが測定した距離データの最大個数でない場合、例えば、図５に示すように、物体と距離センサとが特別な位置関係にある場合には、交点の数が各々の距離センサ１１ａ〜１１ｃで測定した距離データの最大個数より多くなる。そこで、４個目の距離センサ１１ｄで測定された距離データを入力する（Ｓ２８）。
【００５０】
そして、図６に示した場合と同様に、各々の距離センサ１１ａ〜１１ｄで測定した各々の距離データを半径とする円の交点を求め（Ｓ２９）、その後に、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する（Ｓ３０）。そして、残りの交点を物体の位置として特定する（Ｓ３１）。
【００５１】
以上の説明では、最初に２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで物体の位置検出を行い、物体の位置検出が特定できない場合に、順次、３個目の距離センサ１１ｃ、４個目の距離センサ１１ｄで物体位置検出を行うようにしたが、図１３に示すように、最初から４個の距離センサ１１ａ〜１１ｄから距離データを読み込み、物体の位置検出をするようにしてもよい。
【００５２】
すなわち、図１３において、４個の距離センサ１１ａ〜１１ｄで測定した各々の距離データを入力し（Ｓ１０１）、４個の距離センサ１１ａ〜１１ｄをぞれぞれ中心としそれぞれ距離データを半径とする円の交点を求め（Ｓ１０２）、検出物体の存在条件を加味して虚像を除去する（Ｓ１０３）。そして、残りの交点を物体の位置として特定する（Ｓ１０４）。
【００５３】
また、以上の説明では、４個の距離センサ１１ａ〜１１ｄを設ける場合について説明したが、図６に示したように、物体と距離センサとが特別な位置関係となり、しかも物体が長時間に亘って静止していることは極めてまれなことであるので、４個の距離センサ１１ａ〜１１ｄに代えて３個の距離センサ１１ａ〜１１ｃとし、３個の距離センサ１１ａ〜１１ｃで物体の位置を判定するようにしても実用的には何ら問題はない。
【００５４】
また、以上の説明では、２次元方向に対して物体の位置検出を行うようにしたが、３次元の場合も距離センサを中心とした同心球面の交点とすることで同様の処理が可能である。すなわち、３次元方向に所定の広角度で電磁波を送信し物体との間に形成される定在波に基づいて物体までの距離を測定する。この場合には、図２ないし図９に示した場合に対し、さらに１個の距離センサを追加して、各々の距離センサで測定された距離データを半径とする球面の交点から３次元での物体の位置を特定し物体の位置検出を行うことになる。
【００５５】
本発明の実施の形態によれば、２次元的に存在する物体の位置検出を行う場合には、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する３個又は４個の距離センサを設け、３次元的に存在する物体の位置検出を行う場合には、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する４個又は５個の距離センサを設けるので、精度よく物体の位置検出を行うことができる。
【００５６】
また、所定の広角度で電磁波を送信し物体との間の形成された定在波の周期に基づいて物体までの距離を測定する複数個の距離センサを用いるので、２次元又は３次元に位置する物体の位置検出が画像処理や多数のエリアセンサを用いることなく行え、１点だけの位置検出だけではなく多点の位置計測がメカニカルな首振り装置などを必要とすることなく同時に計測可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置のブロック構成図。
【図２】建家内部に１個の物体が存在する場合の位置検出の説明図。
【図３】建家内部に２個の物体が存在し２個の距離センサで物体の位置検出を行った場合の説明図。
【図４】建家内部に２個の物体が存在し３個の距離センサで物体の位置検出を行った場合の説明図。
【図５】３個の距離センサを用いても物体の位置検出ができない場合の説明図。
【図６】建家内部に２個の物体が存在し４個の距離センサで物体の位置検出を行った場合の説明図。
【図７】建家内部の２個の物体を２個の距離センサで位置検出した場合の説明図。
【図８】建家内部に存在する３個の物体のうちの２個がある距離センサから等距離で方向のみが異なる場所に位置する場合に２個の距離センサで物体の位置検出を行った場合の説明図。
【図９】建家内部に３個の物体が存在し３個の距離センサで物体の位置検出を行った場合の説明図。
【図１０】本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置の処理内容のうち図２及び図７に示した２個の距離センサ１１ａ、１１ｂで１個又は２個の物体の位置検出を行う場合のフローチャート。
【図１１】本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置の処理内容のうち図４及び図６に示した３個又は４個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで物体の位置検出を行う場合のフローチャート。
【図１２】本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置の処理内容のうち図９及び図６に示した３個又は４個の距離センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで物体の位置検出を行う場合のフローチャート。
【図１３】本発明の実施の形態に係わる物体位置検出装置の他の処理内容の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５８】
１１…距離センサ、１２…演算制御装置、１３…入力手段、１４…メモリ、１５…物体存在候補位置判定手段、１６…物体虚像除去手段、１７…物体位置特定手段、１８…出力装置、１９…、２０…物体、２１…壁面、２２…円、２３…交点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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