JPH0736308Y2

JPH0736308Y2 - 移動体前方の侵入者検知装置

Info

Publication number: JPH0736308Y2
Application number: JP1989076590U
Authority: JP
Inventors: 龍太郎吉野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2004-06-29
Also published as: JPH0316086U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は移動体前方の侵入者検知装置に関し、より具体
的には焦電センサを用いて無人の移動体の進路への人の
侵入を検知するものに関する。

（従来の技術）自走台車或いは移動ロボット等の無人移動体の障害物を
検知する技術としては特開昭60-186773号公報記載の技
術がある。この技術にあっては２枚の感知板を対向配置
し、第１の感知板にローディングコイルを接続すると共
に、第２の感知板に高周波発振回路を接続し、障害物と
の間に存する浮遊容量や抵抗損失によって生ずる発振回
路の出力レベルの変動から障害物の存在を検知してい
る。

（考案が解決しようとする課題）無人移動体の走行においては斯る如く障害物の存在を検
知して衝突を回避する必要があり、就中、人が存在する
ときは最優先で回避する必要がある。前記した従来技術
においては人を含めて種々の障害物の存在を検知するよ
うに構成されており、その限りでは上記した無人移動体
の走行に充分使用可能なものであるが、反面あらゆる障
害物の存在を検知可能とした結果、構成が極めて複雑と
なる欠点があった。更に、障害物をその種類、例えば
人、動物、水、火等に判別することが難しく、また障害
物の種類に応じた回避方法、例えば人を最優先で回避す
る等、を選ぶことが出来ないと言う欠点があった。

ところで、人体を検知する方法としては侵入警報器、自
動ドア或いは自動点灯装置等、赤外線を応用した例が多
々見られる。これらは検出エリア（視野）が常に一定し
ていて外乱が生じ難い等の利点がある。しかしながら、
上記した移動体に用いるときは、検出エリアが常に変化
するため赤外線の検出エネルギが変動して外乱となり、
検知能力が低下する不都合がある。

従って、本考案の目的は上記した欠点を解消することに
あり、赤外線検出センサを用いて移動体前方への人の侵
入を簡易に検出するようにした検知装置を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段）移動体の前面に複数個の赤外線検出センサを互いに離間
して配置すると共に、さらに前記複数のセンサは、それ
ぞれの検出エリアが、前記移動体の走行する進行方向の
路面上で同一となるように配置されており、前記センサ
の出力間の偏差を求める手段と、前記偏差が所定値以上
か否かを判別する手段とを設け、前記偏差が所定値以上
のとき侵入者の存在を検知するようにした。

（作用）複数個の赤外線センサを検出エリア（視野）が同一とな
るように配置してセンサ出力間の偏差を求めるので、走
行環境の変化により赤外線の検出エネルギが変動して外
乱が生じても、全てのセンサにわたって同様に変動する
ことから偏差が生ぜず、よって誤検出することがない。
また人体が接近するときは、一つ以上のセンサ出力が大
きく変動して他のセンサ出力との間に偏差を生じるの
で、侵入を確実に検知することが出来る。

（実施例）以下、添付図面に即して本考案の具体例を説明する。第
１図は本考案に係る装置の説明斜視図であり、第２図は
その上面図及び第３図はその側面図である。図示の如
く、該装置は移動体10の前面に赤外線検出センサたる焦
電センサS1,S2,S3,S4を複数個、図示の場合は４個取着
してなる。而して、該４個のセンサは移動体10の前面に
おいてその四隅に固定されて相互の離間距離を可能な限
り大きくとって配置されると共に、４個のセンサは第２
図上面図及び第３図側面図に良く示す如く、それら光路
を斜め前方に指向させて検出エリア（視野）12が略同一
となるように取着する。尚、移動体10の前面は金属材等
の適宜な剛性を備えた素材から構成し、４個のセンサが
移動時に取着位置から動くことがないように確実に固定
する。

ここで、焦電センサについて簡単に説明すると、このセ
ンサは強誘電性セラミックス等の素子からなり、この素
子に予め高電圧を印加して分極しておき、次いで電界を
取り去って素子両端に電荷を残存させるものである。即
ち、分極操作によって素子固有の自発分極を生ぜしめ
る。この自発分極の大きさは温度によって変化し、素子
表面に赤外線が照射されると表面温度が変化して素子表
面に電荷が現れる。この電荷を高インピーダンス回路を
用いて電圧値として取り出し、その出力変化から人体の
接近を検出する。尚、この素子自体の検知感度には波長
依存性がなく、0.2〜20μｍの範囲の略平坦な感度特性
であるので、波長特性をその範囲で任意に設定する。ま
た前記したように全センサの検知エリアを同一にするた
めに、適宜レンズ等の集光素子を適宜用いる。尚、焦電
センサは安定した入力に対して応答せず、変化する入力
に対して応答する特性を有するため、侵入者検知として
適しているが、いずれにしても斯るセンサ自体は公知な
ものである。

第４図は該センサS1,S2,S3,S4の出力処理回路を示すブ
ロック図である。以下説明すると、４個のセンサS1,S2,
S3,S4の出力はそれぞれ増幅器14a,14b,14c,14dに入力さ
れて適宜レベルに増幅された後、オペアンプ等からなる
演算回路16a,16b,16c,16dに送られて隣接するセンサ出
力同士の偏差が取り出される。ここにおいて、センサS
1,S2,S3,S4の出力電圧をv1,v2,v3,v4とすると、演算回
路16a,16b,16c,16dはそれぞれ以下の出力が得られるよ
うに入力端子を接続する。

e1＝|v1−v2| ［ｖ］ e2＝|v4−v1| ［ｖ］ e3＝|v2−v3| ［ｖ］ e4＝|v3−v4| ［ｖ］次いで、演算回路出力は同様にオペアンプ等からなる比
較器18a,18b,18c,18dの非反転入力端子に入力される。
その反転入力端子には適宜な比較基準値Vrefが入力され
る。比較結果は２個のオア回路20a,20bのいずれかに入
力される。オア回路の出力は、マイクロ・コンピュータ
よりなる制御ユニット22に入力される。

続いて、該装置の動作を説明する。移動体10が走行する
とき、その前方に人体が侵入しない限り４個のセンサの
検出エリアが同一であるため、移動によって生ずる赤外
線の環境変化は各センサとも同一であり、外乱が生じて
も互いに打ち消し合うことから、偏差ｅは零のままであ
る。その状態において第１図に示す如く、人が移動体10
の進路に右横から侵入したとする。そのとき、人体がセ
ンサS1,S2の光路を部分的に遮断したとすると、センサS
1,S2の表面に赤外線が照射されてその出力が変化し、前
記した式においてe2,e3の値が大幅に変化する（e1の値
はセンサS1,S2の出力変化が相殺されて零となる）。そ
の結果、演算回路16b,16cの出力が大きくなり、比較器1
8b,18cにおいて比較基準値Vrefを超えて出力がＨレベル
となる。該比較出力は、オア回路20bに送出されるの
で、オア回路出力もＨレベルとなり、制御ユニット22は
人体が接近と判断して移動体10の走行装置乃至は制動装
置（共に図示せず）を介して移動体10を停止させる乃至
は方向転換させて衝突を回避する。

また、第５図に示す如く、前方から人が侵入したときも
センサS1,S4の出力が変化して偏差e1,e4が大きく変動す
ることから、人体の接近を検知することが出来る。また
このとき４個のセンサの光路に人体が一気に侵入するこ
とがあっても、各センサの投影面積が相違するので、前
記した比較基準値Vrefを適宜設定することによって支障
なく侵入を検出することが可能である。更に、他の方向
からの接近も同様に検出可能である。

尚、図示例において検出エリア12をセンサの全てに亘っ
て厳密に同一にするのは困難であり、センサ出力間にあ
る程度のバラツキが生じるのは避け難い。そこで、第４
図回路において比較器18の比較基準値Vrefとして適宜な
値を設定して不感帯を設ける。即ち、比較基準値Vref
は、検出エリア12のズレ或いはその他のノイズ等の誤差
を吸収して誤検出することがないように、適宜な不感帯
が生じる如く適宜設定する。

本実施例は上記の如く、赤外線センサを４個の移動体の
前面に相互に離間させて配置すると共に、その検出エリ
アが略同一となるように配置したことから、移動による
外乱を相殺しつつ人体の近接を正確に検知して侵入者を
検知することが出来る。また単に焦電センサを４個位置
決めして配置してその偏差を求め、所定値と比較するの
みで足ることから構成において極めて簡易であると共
に、４個のセンサの特性を同一にしておけば周囲温度が
変化しても各センサが同様の出力変化を示すこととなっ
て温度変化の影響を回避することが出来る。また塵埃乃
至は雨、霧等にさらされても、同様の理由から誤検出す
ることがない。

第６図乃至第７図は本考案の第２の実施例を示すもので
あり、第１実施例を更に簡略化した例を示す。即ち、第
２実施例においては移動体100の前面の両端位置付近に
単に２個のセンサS11,S12を配置した。この例において
も、光路を集束させて共通する検出エリア112となるよ
うにセンサS11,S12を位置決めして取着する。第７図は
その出力処理を示すブロック図であり、センサS11,S12
の出力は増幅器114a,114bで増幅された後、１個の演算
回路116に入力されて偏差が求められ、その出力は１個
の比較器118に入力されて比較基準値Vrefと比較され
る。比較結果は直ちに制御ユニット122に入力される。

第２実施例においても第６図に示す如く、例えば人が右
横から侵入した場合、右側のセンサS11の出力が変化
し、その結果差動増幅器116の出力が変化する。その出
力は比較器118において比較基準値Vrefと比較される。
比較基準値Vrefを前記した如く適宜設定しておくことに
より、その出力がＨレベルとなり、制御ユニット122は
その変化から人体の接近を検出することが出来る。

上記した第１乃至第２実施例において２個又は４個の焦
電センサを組み合わせて移動体前方の侵入者を検知する
例を示したが、これらは例示であって、種々の変形が可
能であり、例えば２個づつの組合せを多数連続させて検
出エリアの拡大を図っても良い。

（考案の効果）本考案に係る移動体前方の侵入者検知装置は、移動体の
前面に複数個の赤外線検出センサを互いに離間して配置
すると共に、さらに前記複数のセンサは、それぞれの検
出エリアが、前記移動体の走行する進行方向の路面上で
同一となるように配置されており、前記センサの出力間
の偏差を求める手段と、前記偏差が所定値以上か否かを
判別する手段とを設け、前記偏差が所定値以上のとき侵
入者の存在を検知する如く構成したので、簡易な構成で
ありながら移動体の進路に人が近接したときは確実に検
知することが出来る利点を備える。またセンサの特性を
共通させておけば、温度、風雨或いは塵埃等の周囲環境
の変化に対しても各センサ出力が同様に変化して偏差が
零となり、よって誤検出することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る移動体前方の侵入者検知装置を示
す説明斜視図、第２図はその上面図、第３図はその側面
図、第４図はセンサ出力の処理回路を示すブロック図、
第５図は本装置の動作を示す説明図、第６図は本考案の
第２実施例を示す第１図と同様の検知装置の説明斜視図
及び第７図はそのセンサ出力処理回路を示す説明図であ
る。 S1,S2,S3,S4,S11,S12……焦電センサ（赤外線検出セン
サ）、10,100……移動体、12,112……検出エリア、14a,
14b,14c,14d,114a,114b……増幅器、16a,16b,16c,16d,1
16……演算回路、18a,18b,18c,18d,118……比較器、22
a,22b……オア回路、22,122……制御ユニット

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】移動体の前面に複数個の赤外線検出センサ
を互いに離間して配置すると共に、 a.さらに前記複数のセンサは、それぞれの検出エリア
が、前記移動体の走行する進行方向の路面上で同一とな
るように配置されており、 b.前記センサの出力間の偏差を求める手段と、 c.前記偏差が所定値以上か否かを判別する手段と、を設け、前記偏差が所定値以上のとき侵入者の存在を検
知するようにしたことを特徴とする移動体前方の侵入者
検知装置。