(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビーム発生手段と、
前記光ビーム発生手段からの光ビームを物体の監視領域を含んで２次元に走査可能な光ビーム走査手段と、
該光ビーム走査手段から放射される走査ビームの走査空間からの反射光を受光する受光手段と、
少なくとも前記受光手段の出力に基づき前記監視領域内の物体不在を判定する不存在判定手段と、
少なくとも前記光ビーム発生手段、光ビーム走査手段及び受光手段の正常動作を確認する正常動作確認手段と、
前記不存在判定手段の出力と前記正常動作確認手段の出力との論理積結果に基づいて安全情報を出力するゲート手段と、を備え、
前記正常動作確認手段が、前記光ビーム走査手段の走査ビーム放射方位が走査ビームの走査領域内に配置した検査用反射体の存在する方位であることを示す受光有無指示信号を発生する角度検出回路と、前記受光有無指示信号の発生期間における前記受光手段の出力の有無を確認し、受光出力があれば受光有りを示す出力を発生する反射有無確認回路と、前記受光有無指示信号の発生周期を確認し前記発生周期が所定周期のときに走査速度正常を示す出力を継続する期間確認回路と、前記反射有無確認回路の出力と前記期間確認回路の出力とを論理積演算するＡＮＤゲートとを備えることを特徴とする２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項２】
前記検査用反射体は、センサ動作状態から得られる走査ビーム放射情報と前記受光手段の受光出力結果との対応関係が、想定される異常動作時と正常動作時とで異なるように配置する請求項１に記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項３】
前記角度検出回路は、前記受光有無指示信号として前記光ビーム走査手段の走査ビーム放射方位が前記検査用反射体が存在する方位であること及び検査用反射体が存在しない方位であることを示す信号を発生し、前記反射有無確認回路は、前記受光有無指示信号の示す全ての方位について前記受光手段の出力の有無を確認する構成である請求項１又は２に記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項４】
前記正常動作確認手段は、前記角度検出回路の受光有無指示信号に、センサから検査用反射体までの距離情報を付加する構成である請求項１〜３のいずれか１つに記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項５】
前記検査用反射体は、前記走査領域の隅部近傍に配置する構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項６】
前記検査用反射体は、前記監視領域外で当該監視領域の隅部近傍に配置する構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項７】
前記検査用反射体は、前記監視領域外縁に対する走査ビームの上下最大角及び左右最大角で示される方位近傍に配置する構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項８】
移動体に２次元走査型光レーダセンサを搭載した場合において、前記移動体が予め定められた範囲内で移動する時に、前記検査用反射体を、前記監視領域内に少なくとも１つ以上存在するよう配置する請求項１〜４のいずれか１つに記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項９】
前記検査用反射体は、前記移動体の移動方向に沿って連続して存在するよう配置する構成である請求項８に記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項１０】
前記不存在判定手段は、前記受光手段の受光出力から前記監視領域内の前記検査用反射体からの反射光による受光出力を除外して物体の有無を判定する構成である請求項８又は９に記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項１１】
前記検査用反射体は、入射する走査ビームの光強度周波数を変調する構成である請求項１〜１０のいずれか１つに記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項１２】
前記検査用反射体は、入射する走査ビームの波長を変調する構成である請求項１〜１０のいずれか１つに記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【請求項１３】
前記検査用反射体を情報表示手段に用いる請求項１〜１２のいずれか１つに記載の２次元走査型光レーダセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体監視を立体的な領域で行える２次元走査型光レーダセンサに関し、特に、センサ正常を確認しつつ物体監視が行える２次元走査型光レーダセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、無人搬送車に関する国際安全規格では、進路上の物体を監視するための光レーダセンサは、進路上に横たわる人の発見等を配慮して、床面から所定高以下の位置で無人搬送車に取り付けるべきと規定されている。しかし、光ビームを２次元で走査して立体空間を監視する２次元走査型光レーダセンサを利用すれば、設置高が規定値以上であっても走査ビームを床面方向へも向けることができるので、実質的に上記規格の要件を満たすことができ、光レーダセンサの取付け自由度を高められる。
【０００３】
２次元走査型光レーダセンサとしては、例えば信学技法Ｖｏｌ．９９,Ｎｏ．５１６「２次元スキャニングレーダの開発」や、特開平１１−３０６４８５号公報等で開示されたもの等がある。
前者の２次元走査型光レーダセンサは、レーザダイオードから発せられた光ビームをポリゴンミラーで反射して空間へ放射し、走査ビームの光軸上に物体が存在すれば、物体からの反射光の受光で物体有りが通報される。そして、ポリゴンミラーは角錐台形状で各反射面の傾斜角を異ならせているので、ポリゴンミラーで反射して空間に放射される光ビームの走査が２次元になる。これにより、走査ビームの放射領域が光ビーム反射点を頂点とした立体となり、物体を立体的な領域で監視できる。
【０００４】
後者の２次元走査型光レーダセンサは、発光部からの光ビームを、ガルバノミラーで反射して所定領域内へ投光し、所定領域内に物体があれば、その反射光が受光手段で受光されて物体有りと判定される。ガルバノミラーは、特開平７−１７５００５号公報、特開平７−２１８８５７号公報等で公知のもので、互いに直交する回動軸でそれぞれ軸支された２つの可動部を駆動手段でそれぞれ独立に揺動駆動してミラーを傾動する。これにより、光ビームの走査が２次元となり走査ビームの放射領域が立体になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記国際安全規格では、無人搬送車と人との衝突事故の重大性に鑑み、搭載する光レーダセンサは故障時に危険側に誤らないことが要求され、この場合、センサが正常であることの確認機能が必要である。しかし、上述したいずれの２次元走査型光レーダセンサも、センサの正常動作確認機能については示されていない。
【０００６】
尚、１次元走査型光レーダセンサについては、正常動作確認機能を備えたものが、例えば特開平１１−１４４１６１号公報等で公知である。
この１次元走査型光レーダセンサは、レーザダイオードから発せられた光ビームを回動軸が１つであるガルバノミラーで１次元に走査し、走査ビームの光軸上に物体が存在すれば、その反射光の受光により物体有りが通報される。そして、この１次元走査型光レーダセンサでは、物体監視領域の端部近傍に正常動作確認用の検査用反射体を備え、この検査用反射体からの反射光に基づいて正常動作確認手段によりセンサの正常動作を確認する構成である。
【０００７】
前記正常動作確認手段は、ガルバノミラーによる光ビームの放射方位が検査用反射体の存在する方位である時に、反射光の受光があれば正常、受光がなければ異常と判定する。そして、正常動作確認手段からセンサ正常の確認出力（論理値１）が発生している時に、不存在判定手段から物体無しの判定出力（論理値１）が発生すれば、物体無しの通報出力（論理値１）が生成される。これにより、センサ正常を確認しつつ物体の有無を監視している。
【０００８】
しかし、上述の１次元走査型光レーダセンサの正常動作確認手法を、上述の２次元走査型光レーダセンサに適用する場合、光ビームの鉛直方向と水平方向の各走査が構造的に不可分であるポリゴンミラーを走査ミラーとして用いる光レーダセンサには適用可能であるが、ガルバノミラーのように２つの方向の走査が独立に行われる走査ミラーを用いる光レーダセンサに、そのまま適用したのではセンサの正常確認ができない虞れがある。
【０００９】
即ち、図２４（Ａ）、（Ｂ）のように、上述の１次元走査型光レーダセンサの正常動作確認手法に基づいて、光ビームの走査領域Ａ（点線で囲まれた領域）内の監視領域Ｂ（実線で囲まれた領域）端部近傍に、反射体１，２を設け、これら反射体１，２からの反射光が周期的に受光されることで正常確認するとする。この場合、例えば一方の走査駆動機構の故障で光ビームの走査が、図の走査領域Ａ′で示すように１次元になっても、走査ビームは監視領域Ｂ端部近傍の反射体１，２に周期的に照射されるので、このような故障モードでは、反射体１，２からの反射光が正常時と同様に周期的に受光されて異常を通報できない。
【００１０】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、正常動作を確認しつつ物体監視ができる２次元走査型光レーダセンサを提供することを目的とする。また、２方向の光ビーム走査が独立に行われる走査方式であっても、正常動作を確認しつつ物体監視ができる２次元走査型光レーダセンサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明の２次元走査型光レーダセンサは、光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段からの光ビームを物体の監視領域を含んで２次元に走査可能な光ビーム走査手段と、該光ビーム走査手段から放射される走査ビームの走査空間からの反射光を受光する受光手段と、少なくとも前記受光手段の出力に基づき前記監視領域内の物体不在を判定する不存在判定手段と、少なくとも前記光ビーム発生手段、光ビーム走査手段及び受光手段の正常動作を確認する正常動作確認手段と、前記不存在判定手段の出力と前記正常動作確認手段の出力との論理積結果に基づいて安全情報を出力するゲート手段とを備ええ、前記正常動作確認手段が、前記光ビーム走査手段の走査ビーム放射方位が走査ビームの走査領域内に配置した検査用反射体の存在する方位であることを示す受光有無指示信号を発生する角度検出回路と、前記受光有無指示信号の発生期間における前記受光手段の出力の有無を確認し、受光出力があれば受光有りを示す出力を発生する反射有無確認回路と、前記受光有無指示信号の発生周期を確認し前記発生周期が所定周期のときに走査速度正常を示す出力を継続する期間確認回路と、前記反射有無確認回路の出力と前記期間確認回路の出力とを論理積演算するＡＮＤゲートとを備える構成とした。
【００１２】
かかる構成では、光ビーム発生手段から発生した光ビームを光ビーム走査手段により、物体の監視領域を含んで２次元に走査する。これにより、走査ビームは立体的な空間に放射され物体監視空間が立体的となる。不存在判定手段は、予め定めた監視領域内からの反射光に基づく受光手段の受光出力の有無により物体の不存在を判定する。正常動作確認手段は、光ビーム走査手段の走査ビーム放射方位が検査用反射体の存在する方位であることを示す受光有無指示信号を発生する角度検出回路と、受光有無指示信号の発生期間に受光出力があれば受光有りを示す出力を発生する反射有無確認回路と、受光有無指示信号の発生周期が所定周期のときに走査速度正常を示す出力を継続する期間確認回路と、反射有無確認回路の出力と期間確認回路の出力とを論理積演算するＡＮＤゲートとを備えて、少なくとも光ビーム発生手段、光ビーム走査手段及び受光手段の正常動作を確認する。不存在判定手段から物体不存在を示す判定出力が発生し、正常動作確認手段から動作正常を示す判定出力が発生した時にゲート手段から安全情報が出力される。
【００１４】
前記検査用反射体は、請求項２のように、センサ動作状態から得られる走査ビーム放射情報と前記受光手段の受光出力結果との対応関係が、想定される異常動作時と正常動作時とで異なるように配置するとよい。
かかる構成によれば、走査ビームの各方向の走査が独立に行われるような光ビーム走査手段を利用する場合にも、想定される異常動作時の走査ビーム放射情報と前記受光手段の受光出力結果との対応関係が正常動作時と異なるようになるので、正常動作の確認ができる。
【００１５】
請求項３のように、前記角度検出回路は、前記受光有無指示信号として前記光ビーム走査手段の走査ビーム放射方位が前記検査用反射体が存在する方位であること及び検査用反射体が存在しない方位であることを示す信号を発生し、前記反射有無確認回路は、前記受光有無指示信号の示す全ての方位について前記受光手段の出力の有無を確認する構成とするとよい。
【００１６】
前記正常動作確認手段は、請求項４のように、前記角度検出回路の受光有無指示信号に、センサから検査用反射体までの距離情報を付加する構成とするとよい。
【００１７】
請求項５のように、前記検査用反射体を、前記走査領域の隅部近傍に配置する構成とすれば、検査用反射体からの反射光が受光されることで、監視領域全体を走査ビームが走査されていることを確認できる。また、走査領域内に複数の監視領域がある場合に、監視領域毎に検査用反射体を配置する必要がない。
【００１８】
請求項６のように、前記検査用反射体を、前記監視領域外で当該監視領域の隅部近傍に配置する構成としてもよい。
請求項７のように、前記検査用反射体を、前記監視領域外縁に対する走査ビームの上下最大角及び左右最大角で示される方位近傍に配置する構成とすれば、監視領域が例えば球形状の場合でも好適である。
【００１９】
請求項８の発明では、移動体に２次元走査型光レーダセンサを搭載した場合において、前記移動体が予め定められた範囲内で移動する時に、前記検査用反射体を、前記監視領域内に少なくとも１つ以上存在するよう配置する構成とした。
かかる構成では、走査ビームが監視すべき領域に放射されていることを確認しつつ移動体が移動できるようになる。
【００２０】
請求項９のように、前記検査用反射体を、前記移動体の移動方向に沿って連続して存在するよう配置する構成とすれば、移動体の移動中でも正常動作の確認が常時同一の走査ビーム放射範囲で実行できるようになる。
前記不存在判定手段は、請求項１０のように、前記受光手段の受光出力から前記監視領域内の前記検査用反射体からの反射光による受光出力を除外して物体の有無を判定する構成とした。
【００２１】
前記検査用反射体を、請求項１１のように入射する走査ビームの光強度周波数を変調する構成としてもよく、また、請求項１２のように入射する走査ビームの波長を変調する構成としてもよい。
かかる構成によれば、検査用反射体からの反射光と物体からの反射光の識別が容易になる。
【００２２】
請求項１３のように、前記検査用反射体を情報表示手段に用いる構成とすれば、検査用反射体により表示情報を伝達できるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本発明に係る２次元走査型光レーダセンサの第１実施形態のブロック構成図を示す。
図１において、発光素子１１は、発光素子駆動回路１２により駆動されて光ビームを発生する。走査ミラー１３は、発光素子１１からの光ビームを反射し走査ビームとして物体監視空間に放射する。走査ミラー１３は、例えば後述する半導体ガルバノミラーであり、第１駆動回路１４により回動軸１３ａを中心に周期的に揺動駆動され、第２駆動回路１５により前記回動軸１３ａと直交する回動軸１３ｂを中心に周期的に揺動される。走査ビームは、走査ミラー１３の揺動に伴って図中の左右及び上下方向に、監視領域Ｂ（図の実線で囲まれた領域）を含む走査領域Ａ（図の点線で囲まれた領域）を２次元に走査する。これにより、走査ビームは、走査ミラー１３の光ビーム反射点を頂点とした図中２点鎖線で示す角錐状の立体空間に放射され、立体的な空間で物体監視ができる。前記監視領域Ｂ外で走査領域Ａ内の監視領域四隅近傍に、正常動作確認用の検査用反射体ｍ１〜ｍ４を設ける。前記角錐状の走査ビーム放射空間内からの反射光は、受光素子１６で受光され、電気信号に変換されて受光回路１７で増幅・検波等の処理後、受光出力Ｒ１として不存在判定手段１８及び正常動作確認手段１９へ入力される。ゲート手段としてのＡＮＤゲート２０は、不存在判定手段１８及び正常動作確認手段１９の各出力Ｓ、Ｎを論理積演算して演算結果を出力Ｚとして出力する。ここで、前記発光素子１１と発光素子駆動回路１２で光ビーム発生手段を構成し、前記走査ミラー１３、第１及び第２駆動回路１４，１５で光ビーム走査手段を構成し、受光素子１６及び受光回路１７で受光手段を構成する。
【００２４】
前記走査ミラー１３として用いる半導体ガルバノミラーを図２に示す。半導体ガルバノミラーは、特開平７−１７５００５号公報、特開平７−２１８８５７号公報等で公知であり、その構成及び動作原理についてここでは簡単に説明する。
図２は、特開平７−１７５００５号公報に記載の構成例である。中央部の可動板３１表面に蒸着金属膜等で形成したミラー３２を有する。前記可動板３１を第１のトーションバー３３Ａで可動枠３４内に支持し、可動枠３４を更に第２のトーションバー３３Ｂで固定枠３５内に支持する。可動板３１及び可動枠３４にはそれぞれ駆動コイル３６Ａ及び３６Ｂが設けられ、これら駆動コイル３６Ａ，３６Ｂ両端の１対の電極端子３７Ａ，３７Ｂに駆動電流を供給する。駆動コイル３６Ａ，３６Ｂに、図示しない永久磁石等の静磁界発生手段により静磁界を作用させている。
【００２５】
動作は、可動板３１及び可動枠３４の両端部の平面に沿って各駆動コイル３６Ａ，３６Ｂを横切る方向に静磁界を作用させた状態で、駆動コイル３６Ａ，３６Ｂに電流を流すと、可動板３１及び可動枠３４の両端部に、フレミングの左手の法則に従った方向に電磁力が作用し、可動板３１及び可動枠３４が回動する。可動板３１及び可動枠３４が回動すると各トーションバー３３Ａ，３３Ｂ（図１の回動軸１３ａ，１３ｂに相当する）が捩じられ、発生するトーションバー３３Ａ，３３Ｂの各ばね反力と可動板３１及び可動枠３４に作用する各電磁力とが釣り合う位置まで可動板３１及び可動枠３４が回動する。前記電磁力は各駆動コイル３６Ａ，３６Ｂに流れる電流に比例するので、可動板３１及び可動枠３４のそれぞれの変位角は各駆動コイル３６Ａ，３６Ｂに流れる電流に比例する。従って、各駆動コイル３６Ａ，３６Ｂに流す電流を制御することで、可動板３１及び可動枠３４、即ちミラー３２の変位角を２次元で制御できる。予め駆動コイル３６Ａ，３６Ｂの電流量と可動板３１及び可動枠３４の変位角との関係を求めておけば、前記電流量からミラー３２の変位角の情報を得ることができる。
【００２６】
従って、本実施形態では、前記駆動コイル３６Ａ、３６Ｂにそれぞれ駆動電流を供給する各駆動回路１４，１５から、駆動電流に基づいたミラーの変位角、即ち、走査ビームの放射方位を示す情報信号ｐ１，ｐ２を、不存在判定手段１８及び正常動作確認手段１９に入力している。
尚、特開平７−２１８８５７号公報で示されるように、可動板の変位検出用の検出コイルを設ければ、この検出コイルでミラー変位角を検出できるので、変位検出用コイルの出力を図１の情報信号ｐ１，ｐ２の代わりに用いれば、変位検出コイルの出力からミラーの走査状態が正常か否かを直接監視できるようになる。
【００２７】
前記不存在判定手段１８は、監視領域Ｂに対応する走査ビーム方位を記憶しており、両駆動回路１４，１５の信号ｐ１，ｐ２の示す走査ビーム方位が記憶情報に一致する時に、受光回路１７の受光出力Ｒ１の有無を判定することで監視領域Ｂに対応する監視空間内における物体の存在／不在を判定し、物体不在の時にＳ＝１、物体存在の時にＳ＝０を出力する。
【００２８】
前記正常動作確認手段１９は、前記検査用反射体ｍ１〜ｍ４が存在する方位を記憶しており、後述するように両駆動回路１４，１５の信号ｐ１，ｐ２の示す走査ビーム放射方位が記憶情報に一致する時に、受光出力の有無を判定し、センサの正常動作を確認して正常と判定した時にＮ＝１、異常と判定した時Ｎ＝０を出力する。
【００２９】
図３に、本実施形態の正常動作確認手段１９の回路構成を示す。
図３において、本実施形態の正常動作確認手段１９は、角度検出回路１９Ａ、反射有無確認回路１９Ｂ、期間確認回路１９Ｃ、及びＡＮＤゲート１９Ｄを備える。
前記角度検出回路１９Ａは、予め配置された検査用反射体ｍ１〜ｍ４のそれぞれの方位（θ1，ψ1）〜（θ4，ψ4）を記憶しており、入力する信号ｐ１，ｐ２が示す走査ビーム方位（θ，ψ）情報が記憶方位情報と一致した時に、受光の有無を判定すべき時であることを指示する指示情報として受光有無指示信号Ｓｒ＝１を出力する。前記方位（θ1，ψ1）〜（θ4，ψ4）以外では受光有無指示信号Ｓｒ＝０とする。
【００３０】
反射有無確認回路１９Ｂは、受光有無指示信号Ｓｒ＝１の期間で受光出力Ｒ１の有無を確認し、受光出力Ｒ１が入力すれば出力ＮＳ＝１を継続し、受光出力Ｒ１が入力しなければＮＳ＝０とする。
期間確認回路１９Ｃは、信号Ｓｒ＝１の発生周期、即ち、走査ビームの走査速度を確認し、信号Ｓｒ＝１の発生周期が所定周期であれば走査速度正常として出力ＮＴ＝１を継続し、所定周期でなければ走査速度異常としてＮＴ＝０とする。
【００３１】
ＡＮＤゲート１９Ｄは、出力ＮＳ＝１とＮＴ＝１が共に入力する時にセンサが正常であることを示す出力Ｎ＝１を発生する。
尚、前記走査ビーム方位（θ，ψ）は、図４で示すように、監視領域Ｂの中心Ｏ（走査領域Ａの中心でもある）を原点とした、それぞれ左右方向（ｘ方向）、上下方向（ｙ方向）の光ビーム方位とする。
【００３２】
ここで、ポリゴンミラーは勿論、ガルバノミラーのように各方向の走査が独立に行われる走査ミラーを用いた場合でも、２次元走査型光レーダセンサの正常動作確認ができる検査用反射体の配置原理について説明する。
正常動作確認手段１９は、走査ビームの走査領域Ａ内に予め配置される検査用反射体の方位情報（反射体存在範囲）を記憶し、更に、走査ビームの走査領域Ａ内の検査用反射体の存在しない領域の方位情報（空隙範囲）を記憶し、それらの方位情報と入力する受光出力の有無をつきあわせて正常か否かを判定する。即ち、正常動作確認手段１９に、走査領域Ａにおける方位（走査ビーム方位）と受光回路１７の出力論理値（受光ありで論理値１、受光なしで論理値０）の関係を予め記憶させ、ビーム走査時に実際に得られた方位−論理値の結果が、記憶情報と一致している時を正常動作と判定し、不一致の時を異常と判定する。
【００３３】
前記空隙範囲は、検査用反射体の存在しない範囲であって、物体不在時に受光なしとなる範囲であればよく、監視領域Ｂを含んでも構わない。ただし、監視領域Ｂを含めた場合、監視領域Ｂ内に物体が存在すると、物体からの反射光が受光されるので、物体不存在判定手段１８が物体を検出するだけでなく、正常動作確認手段１９が方位−論理値の結果が記憶情報と不一致になり異常判定してしまう。従って、空隙範囲は、走査領域Ａ内であって且つ監視領域Ｂ外の範囲とすることが望ましい。
【００３４】
尚、想定の異常状態において、論理値１（受光あり）となるべき時に論理値０（受光なし）に誤るように検査用反射体を構成できるならば、正常動作確認手段１９は、走査ビームの走査領域Ａ内の検査用反射体の方位情報（反射体存在範囲）のみを記憶し、その方位情報の時の受光出力の論理値のみ確認する構成でよい。
【００３５】
半導体ガルバノミラーの場合、ミラー可動部の故障等で走査ビームの走査が前述の図２４の走査領域Ａ′のような１次元になる異常状態が想定される。この場合、駆動回路の出力状態とミラー可動部の実際の動きが異なる。このため、図２４のように監視領域Ｂ端部近傍に単に棒状の検査用反射体１，２を配置する構成では、走査が１次元（走査領域Ａ′）となる走査異常時でも監視領域Ｂ端部近傍で常に反射光が得られるため、この異常時に得られる方位−論理値の結果と正常時に得られる方位−論理値の結果とが同じとなり、異常を検出できない。従って、２次元走査型光レーダセンサの正常動作を確実に確認するには、想定される走査異常時に得られる方位−論理値の結果が、正常時に実際に得られる方位−論理値の結果と必ず異なるように検査用反射体を構成する必要がある。
【００３６】
図５にそのような検査用反射体の構成例を示し、２次元走査型光レーダセンサの正常動作確認原理を説明する。
図５において、検査用反射体１を、反射体１ａと反射体１ｂとに分割し、両反射体１ａと１ｂとの間に空隙３を設け、正常時には、受光出力が論理値１となる区間（反射体存在範囲）と論理値０となる区間（空隙範囲）が存在するように構成する。
【００３７】
かかる構成によれば、前述のような走査が１次元となる走査異常時は、監視領域Ｂ端部近傍で常に反射光が得られ走査ビームの方位情報ｐ１，ｐ２が空隙範囲（正常時に論理値０になる区間）を示す時でも受光出力が論理値１となるので、走査異常時に得られる方位−論理値の結果が正常時と異なり、異常が検出できるので、２次元走査型光レーダセンサの場合でも正常動作確認が可能となる。また、発光素子１１等の故障で走査ビームが投光されない異常では、方位情報ｐ１，ｐ２が反射体存在範囲（正常時に論理値１になる区間）を示す時でも受光出力が論理値０となるので、走査異常時に得られる方位−論理値の結果が正常時と異なり、異常が検出できる。
【００３８】
図１の第１実施形態における検査用反射体１ｍ〜４ｍの配置構成は、図５の構成原理に基づいたものである。
図１のように、監視領域Ｂの四隅近傍に検査用反射体１ｍ〜４ｍを配置する構成では、想定される図２４のような異常時には、走査ビームの方位情報ｐ１，ｐ２が検査用反射体１ｍ〜４ｍの存在方位を示す時（受光出力Ｒ１が論理値１となるべき時）に受光出力Ｒ１は論理値０となるので、走査ビームの方位情報ｐ１，ｐ２が検査用反射体１ｍ〜４ｍの存在方位を示す時の受光出力Ｒ１の有無を検出すれば正常確認を行える。
【００３９】
尚、監視領域Ｂの外側で検査用反射体からの反射光が得られれば、少なくとも監視領域Ｂ全面を走査していることを確認できるので、検査用反射体１ｍ〜４ｍは図１の監視領域Ｂの上端及び下端から突出するよう配置することが望ましい。
次に、第１実施形態の正常確認動作について、図６のタイムチャートを参照しながら説明する。
【００４０】
走査ミラー１３を揺動駆動する各駆動回路１４，１５から、走査ビームの方位（θ，ψ）を示す情報信号ｐ１，ｐ２が正常動作確認手段１９内の角度検出回路１９Ａに入力する。角度検出回路１９Ａは、検査用反射体ｍ１〜ｍ４のそれぞれの方位（θ1，ψ1）〜（θ4，ψ4）を記憶している。角度検出回路１９Ａは、入力する情報信号ｐ１，ｐ２の示す方位が記憶情報と一致しているか否かを判定し、一致する方位情報（検査用反射体存在方位情報）が入力する毎に、図６に示すように受光の有無確認期間であることを示す情報をＳｒ＝１として反射有無確認回路１９Ｂ及び期間確認回路１９Ｃへ出力する。反射有無確認回路１９Ｂは、Ｓｒ＝１が入力している期間で受光出力Ｒ１が入力したか否かを判定し、受光出力Ｒ１＝１が入力するとＮＳ＝１を発生する。図６のようにＳｒ＝１の時にＲ１＝１が入力する関係が維持されていれば、反射有無確認回路１９ＢからＮＳ＝１が継続する。また、期間確認回路１９Ｃは、走査ミラー１３の走査速度が正常で、信号Ｓｒ＝１が所定間隔で発生していればＮＴ＝１を継続する。従って、検査用反射体ｍ１〜ｍ４の存在方位（θ1，ψ1）〜（θ4，ψ4）に走査ビームが放射された時に反射光が受光され（ＮＳ＝１）、且つ、走査ミラー１３の走査速度が正常（ＮＴ＝１）であれば、正常動作確認手段１９からセンサ正常を示すＮ＝１が継続して出力される。一方、例えば、図６中、点線ｆ１で示すように、Ｓｒ＝１の時に受光出力Ｒ１＝０であれば、ＮＳ＝０となり正常動作確認手段１９の出力はＮ＝０となる。
【００４１】
また、不存在判定手段１８は、Ｓｒ＝０の期間中で自身が記憶している監視領域の方位情報が入力する時に受光出力Ｒ１＝０であれば、物体なしとして出力Ｓ＝１を継続して発生する。一方、例えば、図６中、点線ｆ２で示すように、監視領域に相当するビーム方位で受光出力Ｒ１＝１になった場合は、物体からの反射と判断し不存在判定手段１８の出力は物体ありを示すＳ＝０となる。
【００４２】
図１のＡＮＤゲート２０は、不存在判定手段１８からＳ＝１が発生し、正常動作確認手段１９からＮ＝１が発生した時のみＺ＝１の出力を発生し、安全を通報する。
以上のように、第１実施形態によれば、走査が１次元となるような想定される異常状態では、走査ミラー１３の駆動系から得られる走査ビーム方位情報が検査用反射体存在方位である時に反射光が受光されず、正常時に得られるべき論理値と実際に得られた論理値が異なって異常を検出できる。また、光レーダセンサの取り付け不良等により本来放射すべき領域に光ビームが放射されていない場合も、検査用反射体ｍ１〜ｍ４の反射光が存在すべき放射方位において少なくとも一部の反射光は受光されなくなるので、異常が通報される。
【００４３】
また、角度検出回路１９Ａに、監視領域Ｂを除いた全ての走査領域について、方位−論理値の関係を記憶させ、方位情報ｐ１，ｐ２に基づいて、走査ビーム方位が論理値１（受光あり）となるべき方位（反射体存在範囲）であること及び走査ビーム方位が論理値０（受光なし）となるべき方位（空隙範囲）であることを、信号Ｓｒにより反射有無確認回路１９Ｂへ指示し、反射有無確認回路１９Ｂで監視領域Ｂを除いた走査領域全てについて受光の有無を確認する構成とすれば、例えば、故障等で光ビームが検査用反射体ｍ１とｍ２の間を往復する状況になった場合でも、受光出力がＲ１＝０となるべき時にＲ１＝１となったことを検出してＮＳ＝０を出力することができ、異常を検出できるので、正常動作確認機能の信頼性をより一層向上できる。
【００４４】
また、図７に点線で示すように走査領域Ａの検査用反射体ｍ１〜ｍ４以外の全ての領域を領域Ｂ′として監視領域Ｂに含めれば、領域Ｂ′から反射光があった場合には不存在判定手段１８側が物体からの反射光と見なして出力Ｓ＝０となるので、角度検出回路１９Ａ及び反射有無確認回路１９Ｂが、検査用反射体ｍ１〜ｍ４の存在方位についてだけ方位−論理値の関係を監視する構成でも危険を通報できるので、上述と同様にセンサの信頼性をより一層向上できる。
【００４５】
尚、例えば、反射光の受光強度に対して閾値を設け、受光強度が閾値以上の時に受光有りと判定する構成とすると共に、検査用反射体ｍ１〜ｍ４の反射率をその反射光受光強度が前記閾値を少し超える程度に調整しておけば、発光素子１１の劣化等による光ビーム強度の低下や、受光素子１６の劣化による光−電気変換効率低下等による反射光受光強度の低下等の不具合を早期に検出できる利点がある。検査用反射体ｍ１〜ｍ４の反射率は、反射面の材質や色等によって調節可能である。
【００４６】
また、図１において、不存在判定手段１８及び正常動作確認手段１９へ入力されている信号ｐ１，ｐ２を、不存在判定手段１８及び正常動作確認手段１９のいずれか一方へ入力し、他方へは信号ｐ１，ｐ２が入力される手段を介して同等の情報信号を伝える構成としてもよい。例えば、受光出力Ｒ１を不存在判定手段１８へ入力し、不存在判定手段１８を介して受光出力Ｒ１と同等の情報信号を正常動作確認手段１９へ伝達する構成とすれば、少なくとも不存在判定手段１８が出力Ｒ１を受信していることが確認でき、更に、不存在判定手段１８の出力Ｒ１の処理動作が正常か否かの確認も可能である。
【００４７】
次に、本発明の第２実施形態として光レーダセンサが測距機能を有する場合について説明する。
本実施形態では、図１の点線で示すように、発光素子駆動回路１２から発光パルスと同期して出力される発光状態を示す信号Ｋを、それぞれ不存在判定手段１８及び正常動作確認手段１９に入力する。正常動作確認手段１９は、図３の構成に加えて図８のディレー回路１９Ｅを備え、該ディレー回路１９Ｅに、前記信号Ｋを入力する構成である。物体までの距離は、光ビームの発光と反射光の受光の時間差や発光ビームと受光ビームの位相差等により算出できることは公知であり、ここでは距離算出方法の詳細は省略する。光レーダセンサから検査用反射体ｍ１〜ｍ４までの距離はそれぞれ既知であるので、信号Ｋが入力してから各検査用反射体ｍ１〜ｍ４からの反射光が受光されるまでの各時間ΔＴは予め算出できる。前記ΔＴは、各検査用反射体ｍ１〜ｍ４までの距離に応じて異なる。各検査用反射体ｍ１〜ｍ４毎の時間ΔＴの情報はディレー回路１９Ｅに記憶されている。また、本実施形態では、角度検出回路１９Ａからの信号Ｓｒは、各検査用反射体ｍ１〜ｍ４に対応する走査ビーム方位の識別情報を含んでいるものとする。
【００４８】
従って、ディレー回路１９Ｅは、図８に示すように、角度検出回路１９Ａから出力された信号Ｓｒが受光有無の確認期間であることを示す時（Ｓｒ＝１の時）、信号Ｓｒに含まれた方位情報に基づいて対応する検査用反射体についてのディレー時間ΔＴを選択し、信号Ｋの入力から選択ディレー時間ΔＴ遅延させて信号Ｓｒ′＝１を出力する。
【００４９】
これにより、図９に示すように、Ｓｒ′＝１の時にＲ１＝１が入力すれば、反射有無確認回路１９Ｂは、検査用反射体ｍ１〜ｍ４による受光出力Ｒ１と判断してＮＳ＝１を継続する。一方、例えば、図９中、点線ｆ１で示すように、Ｓｒ′＝１の時に受光出力Ｒ１＝０であれば、ＮＳ＝０となる。また、Ｓｒ′＝０の期間における監視領域Ｂの走査範囲において受光出力Ｒ１＝０であれば、不存在判定手段１８は物体なしとして出力Ｓ＝１を継続して発生するが、図９中、点線ｆ２で示すように、受光出力Ｒ１＝１になった場合は、不存在判定手段１８の出力は物体ありを示すＳ＝０となる。
【００５０】
かかる構成では、第１実施形態と同様の効果に加えて、受光素子１６や受光回路１７の動作遅れが増大した場合、信号Ｓｒ′と受光出力Ｒ１の発生時期に時間軸上のずれが生じるので、センサ異常として通報できる利点がある。また、光レーダセンサからの監視距離を規定して監視領域Ｂを設定できるので、所望の空間領域を設定して物体監視が可能となる。
【００５１】
次に、図１０〜図１３に上述の第１及び第２実施形態に適用可能な検査用反射体の別の配置例について説明する。
図１と同様に監視領域Ｂの四隅近傍に配置する場合、図１０のように配置してもよい。
また、図１１のように、監視領域Ｂ外縁において、第１駆動回路１４による回動軸１３ａ回りの方位角θ（走査ビームの方位角）について、最大角θｍａｘ、最小角θｍｉｎを同定し、第２駆動回路１５による回動軸１３ｂ回りの方位角ψについて、最大角ψｍａｘ、最小角ψｍｉｎを同定し、方位角（θｍａｘ、ψｍａｘ）、（θｍｉｎ、ψｍａｘ）、（θｍａｘ、ψｍｉｎ）、（θｍｉｎ、ψｍｉｎ）方向近傍にそれぞれ検査用反射体ｍ１〜ｍ４を配置してもよい。かかる配置方法は、特に監視領域Ｂが例えば球形等の場合に好適である。
【００５２】
また、図１２に示すように、一部の検査用反射体ｍを床面に配置してもよい。この場合、検査用反射体ｍとしては、例えば床面に貼り付けた点字マット等が考えられる。尚、検査用反射体の床面等への配置については、本出願人による特開２０００−１６２３０６号公報等で詳述されている。
図２のガルバノミラーのように、回動軸１３ａと１３ｂの回動動作が独立している場合、一部の検査用反射体を省略することが可能である。
【００５３】
例えば、図１３に示すように、回動軸１３ａ回りの方位角θについて、最大角θｍａｘの反射体ｍ３と最小角θｍｉｎの反射体ｍ４を選択し、回動軸１３ｂ回りの方位角ψについて、最大角ψｍａｘの反射体ｍ２（ｍ１でもよい）と最小角ψｍｉｎの反射体ｍ３を選ぶ。この時に選ばれなかった反射体を省くことができる。図１３では、検査用反射体ｍ１（又はｍ２）を省くことができる。
【００５４】
かかる配置方法を適用すると、図１や図１０の場合、どちらか一方の対角線の検査用反射体、即ち、検査用反射体ｍ１とｍ４或いはｍ２とｍ３を省くことができる。
また、図２のようなガルバノミラーは、構造上、揺動角が上下及び左右のどちらも対称と考えられるので、方位角±θについて絶対値│θ│が最大の検査用反射体と、方位角±ψについて絶対値│ψ│が最大の検査用反射体を選び、他を省略することができる。図１や図１０の配置構成に適用すると、検査用反射体ｍ１〜ｍ４のいずれか１つ設ければよい。
【００５５】
尚、走査ミラー１３にポリゴンミラーを用いた場合、光ビームの走査正常確認は回転動作の正常確認に置き換えられるので、検査用反射体はいずれか１つあればよい。また、走査領域Ａ四隅近傍に配置すれば、走査領域Ａを走査していることが確認されるので、走査領域Ａ内の監視領域Ｂを走査していることも同時に確認できる。しかも、走査領域Ａ内に複数の監視領域Ｂがあっても各監視領域Ｂ毎に検査用反射体を配置する必要がなくなる利点がある。
【００５６】
次に、２次元走査型光レーダセンサを移動体に搭載した場合について説明する。
光レーダセンサを移動体に搭載した場合、センサの正常動作確認と共に、監視すべき領域に走査ビームが放射されていることの確認を行う必要がある。正常動作の確認は、前述した正常動作確認用の検査用反射体をセンサに固定すれば、走査ミラーと反射体との相対位置は一定であり、前述と同様にして移動体の移動に関係なく正常動作の確認を行える（移動体の走行範囲にセンサに起因する制限はない）。更に、走査ビームが監視すべき領域に放射されていることの確認を行う場合、監視領域内に放射領域確認用の検査用反射体を配置し、この検査用反射体からの反射光の有無を確認すればよい。尚、放射領域確認用検査用反射体は、移動体の走行により危険状態の発生が想定される領域外縁部（センサが監視すべき監視領域に相当する領域）の付近に配置することが好ましい。
【００５７】
図１４に、光レーダセンサを移動体に搭載した場合の検査用反射体の配置例を示す。（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図である。
図１４において、移動体１００に取付けた２次元走査型光レーダセンサ１０１には、走査ミラー（図示せず）の前方に例えば図１と同様の配置で正常動作確認用の検査用反射体ＥａＵ，ＥｂＵ，ＥａＬ，ＥｂＬが取付けられている。光レーダセンサ１０１は、これら反射体ＥａＵ，ＥｂＵ，ＥａＬ，ＥｂＬの反射光に基づいて、前述と同様にして正常動作確認手段１９でセンサ１０１の正常動作の確認を行う。
【００５８】
また、移動体１００の移動空間の外縁近傍四隅に、図示のように走行路１０２に沿って一定の間隔を設けて放射領域確認用の検査用反射体ａ１Ｕ〜ａ４Ｕ，ａ１Ｌ〜ａ４Ｕ，ｂ１Ｕ〜ｂ４Ｕ，ｂ１Ｌ〜ｂ４Ｌが配置してある。尚、上記の各検査用反射体は、再帰反射性を有するものとする。
放射領域確認用の検査用反射体ａ１Ｕ〜ａ４Ｕ，ａ１Ｌ〜ａ４Ｕ，ｂ１Ｕ〜ｂ４Ｕ，ｂ１Ｌ〜ｂ４Ｌの同定は、信号ｐ１，ｐ２と受光出力Ｒ１から得られる画像内での反射体位置パターンや反射体の方位（及び距離）情報を、移動体の現在位置と予め記憶されている反射体位置から導出される反射体の予想位置パターンや予想方位（及び距離）データと比較して行えばよい。
【００５９】
図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、移動体１００が図１４中の矢印方向に移動した場合の光レーダセンサ１０１の放射方位情報及び受光出力Ｒ１に基づく画像の変化を示している。点線で囲まれた領域が走査ビームの走査領域Ａを示す。
図１５（Ａ）は、図１４の位置での画像を示し、検査用反射体ａ２Ｕ、ａ２Ｌ、ｂ２Ｕ、ｂ２Ｌとａ３Ｕ、ａ３Ｌ、ｂ３Ｕ、ｂ３Ｌが検出されている。検査用反射体ａ４Ｕ、ａ４Ｌ、ｂ４Ｕ、ｂ４Ｌは遠方であるので検出されていない。移動体１００の移動に従って、図１５（Ｂ）のように、検査用反射体ａ２Ｕ、ａ２Ｌ、ｂ２Ｕ、ｂ２Ｌが走査領域外となって画像から消え、検査用反射体ａ３Ｕ、ａ３Ｌ、ｂ３Ｕ、ｂ３Ｌのみが検出されるようになる。更に移動すると、図１５（Ｃ）のように検査用反射体ａ４Ｕ、ａ４Ｌ、ｂ４Ｕ、ｂ４Ｌが検出され始める。このように、移動体１００が走行路１０２を移動する際に、検査用反射体ａ１Ｕ〜ａ４Ｕ，ａ１Ｌ〜ａ４Ｕ，ｂ１Ｕ〜ｂ４Ｕ，ｂ１Ｌ〜ｂ４Ｌを検出したことで、走査ビームが本来の監視すべき領域に放射されていることを確認できる。
【００６０】
図１４の構成で正常動作確認用検査用反射体ＥａＵ，ＥｂＵ，ＥａＬ，ＥｂＬを省くことが可能である。この場合、走査ビームの走査の確認は、最外縁に検出される放射領域確認用の検査用反射体で囲まれる範囲に限られる。即ち、図１５（Ａ）や（Ｃ）では、検査用反射体ａ２Ｕ、ａ２Ｌ、ｂ２Ｕ、ｂ２Ｌや検査用反射体ａ３Ｕ、ａ３Ｌ、ｂ３Ｕ、ｂ３Ｌで囲まれる範囲で走査ビームの走査確認が行われ、図１５（Ｂ）では検査用反射体ａ３Ｕ、ａ３Ｌ、ｂ３Ｕ、ｂ３Ｌで囲まれる範囲で行われる。
【００６１】
従って、正常動作確認用検査用反射体ＥａＵ，ＥｂＵ，ＥａＬ，ＥｂＬを省いた場合、これら検査用反射体ＥａＵ，ＥｂＵ，ＥａＬ，ＥｂＬを用いた場合と略同等の走査範囲で正常動作確認ができるのは、放射領域確認用の各検査用反射体ａ１Ｕ〜ａ４Ｕ，ａ１Ｌ〜ａ４Ｌ，ｂ１Ｕ〜ｂ４Ｕ，ｂ１Ｌ〜ｂ４Ｌがフレームアウトする直前、即ち、図１５の画像の四隅に各検査用反射体ａ１Ｕ〜ａ４Ｕ，ａ１Ｌ〜ａ４Ｕ，ｂ１Ｕ〜ｂ４Ｕ，ｂ１Ｌ〜ｂ４Ｌが位置した時点であり、連続的ではなく移動体の移動に伴って周期的となる。
【００６２】
正常動作確認用検査用反射体ＥａＵ，ＥｂＵ，ＥａＬ，ＥｂＬを省いて、検査用反射体ＥａＵ，ＥｂＵ，ＥａＬ，ＥｂＬを用いた場合と略同等の走査範囲で連続的に正常動作確認を行うには、放射領域確認用の各検査用反射体ａ１Ｕ〜ａ４Ｕ，ａ１Ｌ〜ａ４Ｌ，ｂ１Ｕ〜ｂ４Ｕ，ｂ１Ｌ〜ｂ４Ｌを、例えば図１６のように構成すればよい。
【００６３】
図１６（Ａ）、（Ｂ）のように、検査用反射体ａＵ，ａＬ，ｂＵ，ｂＬを、移動体１００の移動空間の外縁近傍四隅に走行路１０２に沿って連続的に配置する。
かかる構成とすれば、図１７（Ａ）〜（Ｃ）で示すように、移動体１００が移動しても検査用反射体ａＵ，ａＬ，ｂＵ，ｂＬで囲まれる範囲が変化せず、検査用反射体ＥａＵ，ＥｂＵ，ＥａＬ，ＥｂＬを設けた場合と同等の走査範囲で、連続的に正常動作確認が行える。図１７中のｈ２，ｈ３，ｈ４は、図１６の位置ｈ２，ｈ３，ｈ４と対応している。
【００６４】
尚、２次元走査型光レーダセンサを搭載する移動体としては、図示した走行車両に限らずロボットアーム等でもよい。また、走査ミラーにガルバノミラーのように互いの走査方向のミラー回動動作が独立したものを採用した場合は、図１３で説明したようにして検査用反射体の一部を省くことが可能である。
図１４、図１６の場合、監視領域Ｂ内に放射領域確認用検査用反射体が含まれるので、不存在判定手段１８は、前記検査用反射体からの受光出力Ｒ１を除いて物体の有無を判定する必要がある。このため、不存在判定手段１８に、前述した正常動作確認手段１９内の角度検出回路１９Ａと同様の回路を備え、信号Ｓｒと同様の指示信号を用い、この信号Ｓｒ＝１が入力した時の受光出力を除いて物体の有無を判定するようにする。
【００６５】
図１８及び図１９に、検査用反射体存在領域を監視領域から除く場合において、光レーダセンサが測距機能を有さない場合と有する場合の違いを示す。図１８は測距機能を有さない場合、図１９は測距機能を有する場合である。両図の（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図を示す。図中の点線は走査ビームの走査領域Ａである。
【００６６】
測距機能を有さない場合、監視領域Ｂと非監視領域Ｃ（検査用反射体からの反射光が受光される領域）は図示のようになり、図のように物体１０５が検査用反射体方位に存在すると、物体１０５の反射光と検査用反射体の反射光を識別できない虞れがあるが、測距機能を有する場合は、図１９ように非監視領域Ｃが検査用反射体周囲に限定されるので、物体１０５からの反射光とその後方の検査用反射体からの反射光を識別することが可能である。尚、上述の領域区分けの方法は、これまで述べてきた各実施形態においても同様に適用できることは言うまでもない。
【００６７】
図１８のような場合でも、図２０及び図２１に示す構成の検査用反射体とすれば、検査用反射体からの反射光と物体からの反射光を識別可能である。
図２０（Ａ）、（Ｂ）は、反射光の光強度周波数を変調する構成の可動型検査用反射体の構成例である。
図２０（Ａ）の検査用反射体２００は、図示しない駆動手段により回動する軸２０１にミラー２０２を取付ける構成である。ミラー２０２が再帰反射性は低いものとすれば、入射光ビームは、検査用反射体２００の回動角に応じた方位に反射される。従って、検査用反射体２００からの反射光は、検査用反射体２００の回動周波数で変調されて光レーダセンサの受光素子で受光される。その変調情報は受光出力Ｒ１に含まれて正常動作確認手段１９の反射有無確認回路１９Ｂへ入力される。反射有無確認回路１９Ｂは、前記変調された受光出力Ｒ１が入力する時に、検査用反射体２００からの反射光と見なすことができ、物体からの反射光と識別できる。例えば、受光信号が特定の周波数で変調されていることを、その周波数を通過させる帯域通過フィルタを設けることで検出できる。
【００６８】
また、図２０（Ｂ）の検査用反射体２１０は、軸２１１回りに揺動可能にミラー２１２を軸支すると共に、ミラー２１２にバネ２１３を連結し、ミラー２１２に外部から振動エネルギーを供給して揺動させる構成である。特に、揺動周波数を検査用反射体２１０の質量とバネ定数で定まる共振周波数とすると、大きく揺動させることができる。かかる構成では、例えば光レーダセンサに音波発生手段を設け、センサからの音波により検査用反射体２１０に振動エネルギーを供給すれば、検査用反射体２１０は、自身に駆動手段を持つ必要がなく無電源化できる利点がある。
【００６９】
図２１は、反射光の波長を変調する構成の波長変換型検査用反射体の例である。
図２１の波長変換型検査用反射体２２０は、ミラー２２１の前面に波長変換層２２２を設ける構成で、入射光ビームを異なる波長の反射光に変換する。本実施形態では、例えば青色の入射光ビームを赤色の光ビームに変換して反射する。このような波長変換技術は、間宮他：自動制御学会ヒューマン・インターフェース部会第１３回ヒューマン・インターフェース・シンポジウム論文集、１９９６、ｐ．４９３−５００等で公知である。
【００７０】
波長変換型検査用反射体２２０を用いる場合、例えば赤色光ビームのみを透過し青色光ビームを遮光する特性の光学フィルタを備えた受光素子と、該受光素子からの出力により受光出力を発生する受光回路とを、図１の構成の光レーダセンサに、別途設けるようにする。
これにより、検査用反射体２２０で波長変換された赤色光ビームの反射光は光学フィルタ付き受光素子のみで受光され、受光回路からは検査用反射体２２０の反射光が存在する時のみ受光出力が発生する。従って、この受光出力は検査用反射体の反射光の存在を示す情報となり、この受光出力が発生した時に正常動作確認手段１９の受光有無確認回路１９Ｂで、受光出力Ｒ１の有無を判定することで正常動作の確認が可能である。
【００７１】
図２０及び図２１に示すような検査用反射体を用いれば、検査用反射体の反射光と物体の反射光の識別を容易にでき、図１８のような状態でも測距機能を設けることなく両者の識別が可能となる。また、検査用反射体の方位を示す信号ｐ１，ｐ２を省くことが可能となる。
放射領域確認用検査用反射体を、情報表示手段として用いることも可能である。図２２にその例を示す。図２２は、例えば移動体１００の走行情報を表示させる例を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図である。尚、図１４と同一の構成要素には同一符号を付す。
【００７２】
図２２において、検査用反射体ａ〜ｃを、例えば、走行路１０２上に設置し、移動体１００に搭載した光レーダセンサ１０１の光ビームの放射領域確認用と同時に情報表示用に用いる。情報は、無情報である基本形の反射体形状（反射特性）を情報に対応して予め定めた形状（反射特性）に変更することで表示する。例えば、本実施形態では、検査用反射体ｃを基本形として無情報とし、基本形をバーコード状に変形して情報を表示するようにしている。検査用反射体ａ〜ｃの形状（反射特性）は、信号Ｒ１に基づいて抽出され、予め記憶されている反射持性−情報の対応関係に基づき、前記信号Ｒ１の出力状態から情報を解読する。
【００７３】
図２３（Ａ）〜（Ｃ）は、移動体１００が図２２中の矢印方向に移動した場合の光レーダセンサ１０１の受光出力に基づく画像の変化を示している。
（Ａ）の画像は、既に検査用反射体ａの表示情報の解読・実行が完了し、検査用反射体ｂに近づいている状態を示す。この画像において、検査用反射体ｂは点線で囲まれており、これは光ビームの放射領域確認用の検査用反射体として認識されていることを表し、検査用反射体ｂにより監視領域に光ビームが放射されていることが確認される。検査用反射体ｂが例えば「走行速度」情報を表示しているとし、検査用反射体ｂの表示情報は、（Ｂ）のように画像上の横線Ｉに検査用反射体ｂが重なった時に解読され実行され、検査用反射体ｂの示す「走行速度」情報に基づき移動体１００は走行する。（Ｃ）では、無情報の検査用反射体ｃが確認され、監視領域に光ビームが放射されていることだけの確認が行われる。
【００７４】
かかる構成とすれば、例えば鉄道車両に適用した場合に、検査用反射体を例えば枕木上に配置し、検査用反射体により情報を車両に提供することが可能となる。提供する情報としては、例えば、「制限速度」、「線路勾配」、「踏切までの距離」等の固定情報の他に、上述のバーコード形状を可変にできる構成とすれば、「前方の信号現示」、「ポイント開通方向」等の可変情報も表示可能となる。また、停止位置情報を表示すれば、定点停止制御に用いることも可能になる。
【００７５】
尚、検査用反射体の同定及び情報の読み取りは、本実施形態のような画像による方法に限定されるものではなく、上述のように方位・距離情報等によっても可能である。また、検査用反射体の配置位置は走行路上に限られないことは言うまでもない。更に、複数の検査用反射体の組み合わせで情報を表示しても構わない。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、走査ビームを２次元的に走査して物体監視を立体的空間で行える２次元走査型光レーダセンサで、正常動作の確認を行いつつ物体監視が行えるので、無人搬送車等への光レーダセンサ取付けの自由度を高められる。
【００７７】
請求項２の発明によれば、上記効果に加えてガルバノミラーのような走査ビームの各方向の走査が独立に行われる光ビーム走査手段を利用する場合にも、正常動作の確認を確実にできる。
請求項３の発明によれば、正常動作の確認機能の信頼性を高められる。
請求項４の発明によれば、検査用反射体の存在位置が方位だけでなくセンサからの距離でも定められるので、検査用反射体と物体とが重なるような場合でも両者の識別が可能になり、物体監視機能の信頼性を高められる。
【００７８】
請求項５の発明によれば、走査領域内に複数の監視領域がある場合に、監視領域毎に検査用反射体を配置する必要がなくなる。
請求項７の発明によれば、監視領域が例えば球形状の場合でも好適である。
請求項８、９の発明によれば、走査ビームが監視すべき領域に放射されていることを確認しつつ移動体が移動できる。
【００７９】
請求項１０の発明によれば、移動体搭載時の物体監視機能の信頼性を高められる。
請求項１１、１２の発明によれば、検査用反射体からの反射光と物体からの反射光の識別が容易となるので、正常動作確認機能及び物体監視機能の信頼性をより一層高められる。
【００８０】
請求項１３の発明によれば、検査用反射体を正常動作確認用としてだけでなく、情報の伝達にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る２次元走査型光レーダセンサの第１実施形態の概略構成図
【図２】同上実施形態に適用する半導体ガルバノミラーの要部構成図
【図３】正常動作確認手段の構成図
【図４】走査ビーム方位の説明図
【図５】２次元走査型光レーダセンサの検査用反射体の配置原理の説明図
【図６】第１実施形態の正常動作確認手段の動作を説明するタイムチャート
【図７】監視領域の設定例を示す図
【図８】測距機能を備える本発明の第２実施形態の正常動作確認手段の要部構成図
【図９】第２実施形態の正常動作確認手段の動作を説明するタイムチャート
【図１０】検査用反射体の別の配置例を示す図
【図１１】検査用反射体の別の配置例を示す図
【図１２】検査用反射体の別の配置例を示す図
【図１３】検査用反射体の別の配置例を示す図
【図１４】移動体搭載時の検査用反射体の構成例を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図
【図１５】図１４のセンサで検出した移動体進行方向画面の変化状態を示す図
【図１６】移動体搭載時の検査用反射体の別の構成例を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図
【図１７】図１６のセンサで検出した移動体進行方向画面の変化状態を示す図
【図１８】測距機能がない場合における監視領域内の検査用反射体位置を除く説明図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図
【図１９】測距機能がある場合における監視領域内の検査用反射体位置を除く説明図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図
【図２０】走査ビームの光強度周波数を変調する構成の検査用反射体の構成例を示す図
【図２１】走査ビームの波長を変調する構成の検査用反射体の構成例を示す図
【図２２】情報表示機能を設けた検査用反射体の構成例を示す図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図
【図２３】図２２のセンサで検出した移動体進行方向画面の変化状態を示す図
【図２４】１次元走査型光レーダセンサの正常動作確認手法を２次元走査型光レーダセンサに適用した場合の問題点を説明する図
【符号の説明】
１１    発光素子
１２    発光素子駆動回路
１３    走査ミラー
１４    第１駆動回路
１５    第２駆動回路
１６    受光素子
１７    受光回路
１８    不存在判定手段
１９    正常動作確認手段
２０    ＡＮＤゲート
ｍ１〜ｍ４    検査用反射体
ＥａＵ，ＥｂＵ，ＥａＬ，ＥｂＬ    検査用反射体
ａ１Ｕ〜ａ４Ｕ，ａ１Ｌ〜ａ４Ｕ，ｂ１Ｕ〜ｂ４Ｕ，ｂ１Ｌ〜ｂ４Ｌ    検査用反射体
ａ，ｂ，ｃ    検査用反射体
２００，２１０，２２０    検査用反射体、
Ａ    走査領域
Ｂ    監視領域
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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