JPS5826207A - 平面性検出装置 - Google Patents
平面性検出装置Info
- Publication number
- JPS5826207A JPS5826207A JP12407581A JP12407581A JPS5826207A JP S5826207 A JPS5826207 A JP S5826207A JP 12407581 A JP12407581 A JP 12407581A JP 12407581 A JP12407581 A JP 12407581A JP S5826207 A JPS5826207 A JP S5826207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- detected
- points
- detection
- flatness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は凹凸部の有無等被検出部位の平面性を検出する
平面性検出装置に関する。
平面性検出装置に関する。
例えば盲人が歩行する場合には、歩行面たる地上面の窪
み等の凹部危険箇所若しくけ石塊等の凸部障害物の存在
を杖によって感知するだけであるので、感知が極めて困
難で、凹部危険箇所若しくは凸部障害物に足をとられて
転倒する危険があり、従って、地上面等の被検出部位に
おける凹凸部の存在の有無即ち被検出部の平面性を検出
し潜る象、置があれば極めて有効である。このため、最
近では、発光素子から被検出部位たる地上面にパルス変
調した検出光を、投光”しその地上面からの反射光を受
光素子で受光すｂ光電スイッチ方式の構出装置が考えら
れている。この検出装置は、最（′Ｄに平坦な地上面の
予定された被検出点に検出光を投光しその反射光を受光
することにより距離を測定して基準値とし、その後は歩
行中の距離を順次測定してその測定値と基準値とを比較
し一１測定値が屑準値と等しい時には平面と判定し、測
定値が５ルω直より大である時には凹部と判定し、測定
ｊｆｉ’ｉが梧準値より小である時には凸部と判定する
ように構成されている。ところが、上記構成では、歩行
時に取付部位たる身体の揺動により検出距離が変動する
ので、凹凸部の判定が不確実になるという害ｌｌ１ｉに
当走って解決すべき問題があった。
み等の凹部危険箇所若しくけ石塊等の凸部障害物の存在
を杖によって感知するだけであるので、感知が極めて困
難で、凹部危険箇所若しくは凸部障害物に足をとられて
転倒する危険があり、従って、地上面等の被検出部位に
おける凹凸部の存在の有無即ち被検出部の平面性を検出
し潜る象、置があれば極めて有効である。このため、最
近では、発光素子から被検出部位たる地上面にパルス変
調した検出光を、投光”しその地上面からの反射光を受
光素子で受光すｂ光電スイッチ方式の構出装置が考えら
れている。この検出装置は、最（′Ｄに平坦な地上面の
予定された被検出点に検出光を投光しその反射光を受光
することにより距離を測定して基準値とし、その後は歩
行中の距離を順次測定してその測定値と基準値とを比較
し一１測定値が屑準値と等しい時には平面と判定し、測
定値が５ルω直より大である時には凹部と判定し、測定
ｊｆｉ’ｉが梧準値より小である時には凸部と判定する
ように構成されている。ところが、上記構成では、歩行
時に取付部位たる身体の揺動により検出距離が変動する
ので、凹凸部の判定が不確実になるという害ｌｌ１ｉに
当走って解決すべき問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてりされたもので、その目的は
、取付部位が揺動してもこれに影響されることなく被検
出部位の平面性を確実に検出することができる平面性検
出装置を提供するにある。
、取付部位が揺動してもこれに影響されることなく被検
出部位の平面性を確実に検出することができる平面性検
出装置を提供するにある。
以下本発明の一実施例につき図面を参照して説明する。
１は取付部位たる盲人の腰部にベルト等によって取付け
られた本体ケースであり、以下その内部構成につき第２
図を参照して述べる。２は発光器であり、これは発光ダ
イオード或いはレーザーダイオード等よりなる発光素子
５及び集光用レンズ４を有し、発光素子５はパルス変調
回路５により駆動されてパルス変調光たる検出光を発光
する。
られた本体ケースであり、以下その内部構成につき第２
図を参照して述べる。２は発光器であり、これは発光ダ
イオード或いはレーザーダイオード等よりなる発光素子
５及び集光用レンズ４を有し、発光素子５はパルス変調
回路５により駆動されてパルス変調光たる検出光を発光
する。
そして、この発光素子５からの検出光は集光用し７ズ４
を介し更にミラー等からなるＸ軸用スキャナ６及びＹ動
用スキャナ７を経て本体ケース１の投光部１Ｔより被検
出部位たる地上面８の予定され九禎検出点Ｐ１に投光さ
れる。この被検出点Ｐ１は三点以上に設定されており、
特に本実施例ではＰＩ 、Ｐｇ、Ｐｇ及びＰ４の一直線
上に１．Ｔ１・覚しない四被検出点に設定されており、
検出光はＸ軸１用スキャナ６及びＹ軸用スキャナ７０作
し＋１によって被検出点Ｐｌ、Ｐ２ 、Ｐｓ及びＰ４の
１・１に砒埴返１し投光走査されるようになっている。
を介し更にミラー等からなるＸ軸用スキャナ６及びＹ動
用スキャナ７を経て本体ケース１の投光部１Ｔより被検
出部位たる地上面８の予定され九禎検出点Ｐ１に投光さ
れる。この被検出点Ｐ１は三点以上に設定されており、
特に本実施例ではＰＩ 、Ｐｇ、Ｐｇ及びＰ４の一直線
上に１．Ｔ１・覚しない四被検出点に設定されており、
検出光はＸ軸１用スキャナ６及びＹ軸用スキャナ７０作
し＋１によって被検出点Ｐｌ、Ｐ２ 、Ｐｓ及びＰ４の
１・１に砒埴返１し投光走査されるようになっている。
９は位パｑ検出器であり、これは納置用レンズ１０及び
半導体装置十に出素子（以下ＰＳＤと略称する。）１１
を有する。そして、とのＰＳＤｌ １の受光ＩＭＪ１１
ａには地上面８の反射点たる前記被検出点Ｐｉ（１＝１
．２．３．４）からの反射光が本体ケース１の受光部−
ＩＢ及び結像用レンズ１ａを介して入射結像されるよう
になっている。この場合、Ｙ動用スキャナ７及びＰＳＤ
ｌｌは被検出点Ｐ＝＞に対して三角測量的配置になされ
ており、従って、ＰＳＤｌｌは、被検出点Ｐ１からの反
射光を、＋−，体ケース１における投光部１ＴＪび受光
部１Ｆの中間点たる中心へ（原点）０と被検出点Ｐ１と
の短離１１（１：ｆ、２．３．４）に応じた受光・、′
Ｊ、１１１（ｉ＝１１ｚ、ｓｅ’）で受光する。ここで
、上記ＰＳＤ１１は次に述べる機能を有するも・っであ
ゐ。即ち、ＰＳＤｌｌは、バイアス用電源１２によりバ
イアスされた状態で受光面１１ａに光が入射されると、
その入射光量に応じ六値の光電流工゛を生成するととも
に、対をなす電極Ａ、Ｂより夫夫次式で与えられる信号
電流工Ａ、工ｓ’（但し、工Ａ ＋ Ｉ １１ ；工）
を位置信号として出力する。即も、第３図に示すように
、ＰＳＤｌｌの電極Ａ。
半導体装置十に出素子（以下ＰＳＤと略称する。）１１
を有する。そして、とのＰＳＤｌ １の受光ＩＭＪ１１
ａには地上面８の反射点たる前記被検出点Ｐｉ（１＝１
．２．３．４）からの反射光が本体ケース１の受光部−
ＩＢ及び結像用レンズ１ａを介して入射結像されるよう
になっている。この場合、Ｙ動用スキャナ７及びＰＳＤ
ｌｌは被検出点Ｐ＝＞に対して三角測量的配置になされ
ており、従って、ＰＳＤｌｌは、被検出点Ｐ１からの反
射光を、＋−，体ケース１における投光部１ＴＪび受光
部１Ｆの中間点たる中心へ（原点）０と被検出点Ｐ１と
の短離１１（１：ｆ、２．３．４）に応じた受光・、′
Ｊ、１１１（ｉ＝１１ｚ、ｓｅ’）で受光する。ここで
、上記ＰＳＤ１１は次に述べる機能を有するも・っであ
ゐ。即ち、ＰＳＤｌｌは、バイアス用電源１２によりバ
イアスされた状態で受光面１１ａに光が入射されると、
その入射光量に応じ六値の光電流工゛を生成するととも
に、対をなす電極Ａ、Ｂより夫夫次式で与えられる信号
電流工Ａ、工ｓ’（但し、工Ａ ＋ Ｉ １１ ；工）
を位置信号として出力する。即も、第３図に示すように
、ＰＳＤｌｌの電極Ａ。
′Ｂ間の距離をり、電極Ａから受光点１１１ｔでの距離
をｘ ｉ ｔ １−１ａ ２ ｍ ３１４ ）とした場
合、■Ｂ；工□ ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（２）の関係があり、従って慣号電流工Ａ、工ＩＩ
Ｋより距離ｘｓ（即ち受光点１１１の位置）を知ること
ができ、この距離ｘｓＫ応じて被検出点Ｐｓとの距離／
Ｉを測定するととができるものである。１３は検知回路
であり、以下これについて述べる。
をｘ ｉ ｔ １−１ａ ２ ｍ ３１４ ）とした場
合、■Ｂ；工□ ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（２）の関係があり、従って慣号電流工Ａ、工ＩＩ
Ｋより距離ｘｓ（即ち受光点１１１の位置）を知ること
ができ、この距離ｘｓＫ応じて被検出点Ｐｓとの距離／
Ｉを測定するととができるものである。１３は検知回路
であり、以下これについて述べる。
１４．１５は夫々信号電流工Ａ、よりに応じて単調増加
する直流信号電圧Ｖ Ａ 、 Ｖ ｌ：＋を出力する受
光回路であ今、これは前記パルス変ｖＩ４回路５から同
期信号たる発振パルスＰ＾を受けて信号電流工Ａ、より
を積分するものである。１６は信号電圧ＶＡ、ＶＢｆ）
’ＨＪ「Ｖｈ＋ＶｓＪｆ演算する加算器で、その演算結
果はパルス変調回路５に与えられる。この場合、パルス
変調回路５は、和信号［ＶＡ＋ＶＢＪと設定され九基準
電圧Ｅ８とを比較し、１’−ＶＡ４−ＶｎＪ＞Ｅｓの時
即ちＰＳＤｌｌ（ＩＦＪ受光量が基準値より多い時には
発振パルスＰｏの１４１Ｉ波数ヲ低くシ、「ＶＡ＋Ｖａ
Ｊ＜ＥｓＯ時［Ｆｌ］ちＰＳＤｌｌの受光量が基準値よ
、り少ない時には発振パルスＰＱの周波数を高くする。
する直流信号電圧Ｖ Ａ 、 Ｖ ｌ：＋を出力する受
光回路であ今、これは前記パルス変ｖＩ４回路５から同
期信号たる発振パルスＰ＾を受けて信号電流工Ａ、より
を積分するものである。１６は信号電圧ＶＡ、ＶＢｆ）
’ＨＪ「Ｖｈ＋ＶｓＪｆ演算する加算器で、その演算結
果はパルス変調回路５に与えられる。この場合、パルス
変調回路５は、和信号［ＶＡ＋ＶＢＪと設定され九基準
電圧Ｅ８とを比較し、１’−ＶＡ４−ＶｎＪ＞Ｅｓの時
即ちＰＳＤｌｌ（ＩＦＪ受光量が基準値より多い時には
発振パルスＰｏの１４１Ｉ波数ヲ低くシ、「ＶＡ＋Ｖａ
Ｊ＜ＥｓＯ時［Ｆｌ］ちＰＳＤｌｌの受光量が基準値よ
、り少ない時には発振パルスＰＱの周波数を高くする。
従って、この発嘔パルスＰＯＫより駆動される発光素子
３に対してノζルス数変調がかけられ、発光素子５の４
り尤：ｄは、ＰＳＤｌｌの受光量が大の時には減少し］
１つＰＳＤｌｌの受光量が小の時には増加するよう（・
こなり、結束としてパルス変調回路５はＰＳＤｌｌの受
光量が常に一定レベルとなるように制御する。、１７Ｉ
ｔｉＭ 号１ｔ％ Ｖ Ａ 、 Ｖ ｎ Ｉ）差［Ｖ
Ａ −Ｖ Ｂ Ｊ ’ｌ’（−ｒ＋’Ｊ’ＰＪ：する減
＊ｂ、＋ ｓはこの演算結果の差信号「ＶＡ−ＶＢＪＫ
基づいて被検出点Ｐｉとの距離Ｐ １ 、ｆ演算すみ演
算判定回路、１９はこの演算判定回路１８の判定結果に
基づいて出力信号を生ずる出力回路である。
３に対してノζルス数変調がかけられ、発光素子５の４
り尤：ｄは、ＰＳＤｌｌの受光量が大の時には減少し］
１つＰＳＤｌｌの受光量が小の時には増加するよう（・
こなり、結束としてパルス変調回路５はＰＳＤｌｌの受
光量が常に一定レベルとなるように制御する。、１７Ｉ
ｔｉＭ 号１ｔ％ Ｖ Ａ 、 Ｖ ｎ Ｉ）差［Ｖ
Ａ −Ｖ Ｂ Ｊ ’ｌ’（−ｒ＋’Ｊ’ＰＪ：する減
＊ｂ、＋ ｓはこの演算結果の差信号「ＶＡ−ＶＢＪＫ
基づいて被検出点Ｐｉとの距離Ｐ １ 、ｆ演算すみ演
算判定回路、１９はこの演算判定回路１８の判定結果に
基づいて出力信号を生ずる出力回路である。
以上のように５本体ケース１の中心点Ｏと被検出点ＰＬ
との距離Ｉ！ｓは減算器１７の差信号Ｖ；［Ｖ＾−Ｖｍ
ＪＯ関数トｔ、テ即チｌ １−ｆ （ｖ ）と表わすこ
とができる。この場合、第４図に示すよ゛うに１本体ケ
ース１の中心点Ｏを原点とし、投光部１Ｔと受光部１１
’ｌとを結ぶ方向をＹ軸とし、本体ケース１の前後方向
をＸ軸とし、上下方向を；Ｚ軸とし、東に被検出点Ｐｓ
からＸＹ平面に下した垂直線の足をＨｌ（五＝１．２，
３．４）とすると、中心点（原点）Ｏと被検出点Ｐ＋と
を結ぶ、線の方位角デｌｔｍ１ｅ２ｍ５＊４）はψｌ＝
ｊ’ＰｉＯＸ、余１１度１９ ｉ （ｔ ｃ＝１ ＠
２ ＃ ５．＃ ４ ）Ｕ可能である。今、被検出点Ｐ
ｉの座標を考えてみると、 ＸｚロＩ！ムｉθ凰嘲ψ凰 ・・・曲…・・…（３１Ｙ
ｉｃａ／１ｇ１ｎθ轟廊ψｌ …・・・・・…曲（４１
Ｚ＋冨ｌ！ｔｍａθ鳳 ・・・・・曲・・・・・・
（５１で示されるＣ但し、Ｘｓ 、Ｙｓ及びＺｔにおけ
るＩは’ ” １ ｍ ２ ｍ ５ ＊ ４ ）。この
場合、本体ケース１の投光部１Ｔからの検出光即ち投光
部１Ｔを原点としてこの投光部１Ｔと被検出点Ｐｓとを
結ぶ線の方位角及び余緯度は予め設定されて一定であり
、又、本体ケース１における投光部１Ｔと受光部１Ｐと
の間の距離は距離ｌ！ｘに対して著しく小となるように
設定されでいるので、上記検出光の方位角及び余緯度は
前記方位角ψｉ及び余・ネ度θｌと等しいと考えてよく
、従って、方向余・陵たる（２）ψ１．（２）θｌ＃ｉ
ψ１（即ちｅ ）及び癲θｉ（即ち ｊ−ａｏａ”ａ＋
）は予め設定されていることになり、これにより、距＃
Ｊｌを測定することにより被検出点ＰＩの座標Ｘ＋ 、
Ｙｔ及びＺＩを演：算することができる。更に、被検出
点Ｐｌたる四Ａノ被検出点Ｐｔ （Ｘｉ ｍＹｔ 、Ｚ
ｌ ） 、ＰＪ （Ｘ２ 、Ｙ１！。
との距離Ｉ！ｓは減算器１７の差信号Ｖ；［Ｖ＾−Ｖｍ
ＪＯ関数トｔ、テ即チｌ １−ｆ （ｖ ）と表わすこ
とができる。この場合、第４図に示すよ゛うに１本体ケ
ース１の中心点Ｏを原点とし、投光部１Ｔと受光部１１
’ｌとを結ぶ方向をＹ軸とし、本体ケース１の前後方向
をＸ軸とし、上下方向を；Ｚ軸とし、東に被検出点Ｐｓ
からＸＹ平面に下した垂直線の足をＨｌ（五＝１．２，
３．４）とすると、中心点（原点）Ｏと被検出点Ｐ＋と
を結ぶ、線の方位角デｌｔｍ１ｅ２ｍ５＊４）はψｌ＝
ｊ’ＰｉＯＸ、余１１度１９ ｉ （ｔ ｃ＝１ ＠
２ ＃ ５．＃ ４ ）Ｕ可能である。今、被検出点Ｐ
ｉの座標を考えてみると、 ＸｚロＩ！ムｉθ凰嘲ψ凰 ・・・曲…・・…（３１Ｙ
ｉｃａ／１ｇ１ｎθ轟廊ψｌ …・・・・・…曲（４１
Ｚ＋冨ｌ！ｔｍａθ鳳 ・・・・・曲・・・・・・
（５１で示されるＣ但し、Ｘｓ 、Ｙｓ及びＺｔにおけ
るＩは’ ” １ ｍ ２ ｍ ５ ＊ ４ ）。この
場合、本体ケース１の投光部１Ｔからの検出光即ち投光
部１Ｔを原点としてこの投光部１Ｔと被検出点Ｐｓとを
結ぶ線の方位角及び余緯度は予め設定されて一定であり
、又、本体ケース１における投光部１Ｔと受光部１Ｐと
の間の距離は距離ｌ！ｘに対して著しく小となるように
設定されでいるので、上記検出光の方位角及び余緯度は
前記方位角ψｉ及び余・ネ度θｌと等しいと考えてよく
、従って、方向余・陵たる（２）ψ１．（２）θｌ＃ｉ
ψ１（即ちｅ ）及び癲θｉ（即ち ｊ−ａｏａ”ａ＋
）は予め設定されていることになり、これにより、距＃
Ｊｌを測定することにより被検出点ＰＩの座標Ｘ＋ 、
Ｙｔ及びＺＩを演：算することができる。更に、被検出
点Ｐｌたる四Ａノ被検出点Ｐｔ （Ｘｉ ｍＹｔ 、Ｚ
ｌ ） 、ＰＪ （Ｘ２ 、Ｙ１！。
Ｚｇ）、Ｐｓ（ｘ８．Ｙｓ、Ｚ８１＆びＰ４ （Ｘ４
、Ｙ４ 、Ｚ４）のなす四量体の体積Δは、 の行列式で与えられる。このような被検出点ＰｓＯ座標
Ｘｓ、Ｙｉ及びＺｔの演算及び体積Δの演算を演算判定
回路１８が行なうことになる。そして、演算判定回路１
８は、体積Δの演算結果から、体積Δが零（Δ冨０）の
時には被検出点Ｐ＊、Ｐ部（凹部若しくは凸部）が有る
と判定する。尚、通常地上面♂には多少の凹凸部があっ
てもこれを平面とみなした方が、よい場合が多々あり、
従って平面性の判定に尚っではΔ−０と厳密に判定する
よ妙も多少の自由度をもたせてΔ＝＝０±αの時に平面
と判定させるようにした方が実状に適する。
、Ｙ４ 、Ｚ４）のなす四量体の体積Δは、 の行列式で与えられる。このような被検出点ＰｓＯ座標
Ｘｓ、Ｙｉ及びＺｔの演算及び体積Δの演算を演算判定
回路１８が行なうことになる。そして、演算判定回路１
８は、体積Δの演算結果から、体積Δが零（Δ冨０）の
時には被検出点Ｐ＊、Ｐ部（凹部若しくは凸部）が有る
と判定する。尚、通常地上面♂には多少の凹凸部があっ
てもこれを平面とみなした方が、よい場合が多々あり、
従って平面性の判定に尚っではΔ−０と厳密に判定する
よ妙も多少の自由度をもたせてΔ＝＝０±αの時に平面
と判定させるようにした方が実状に適する。
又、演算判定回路１８は、平面でないと判定した時にそ
れが凹部であるか凸部であるかの判定及び回路１９に出
力信号を与えるようＫなり、該出力回路１９は図示しな
い警報器を動作させて畔慢音を発生させたり或いは図示
しない音声発生器を動作させて「アブナイ」、「凹凸部
ガアリマス」等の音声を発生させるようになっている。
れが凹部であるか凸部であるかの判定及び回路１９に出
力信号を与えるようＫなり、該出力回路１９は図示しな
い警報器を動作させて畔慢音を発生させたり或いは図示
しない音声発生器を動作させて「アブナイ」、「凹凸部
ガアリマス」等の音声を発生させるようになっている。
ところで１本体ケース１を取付部位たる盲人の腰部に取
付けた場合における身体の揺動け、第７図で示すように
、腰部の上下動２０．Ｙｌｄの周りの回転２１及びＺ軸
の周りの回転２２等でちるが、特に重要なのはＹ軸の周
りの回転２１であり、次いで腰部の上下動２０である。
付けた場合における身体の揺動け、第７図で示すように
、腰部の上下動２０．Ｙｌｄの周りの回転２１及びＺ軸
の周りの回転２２等でちるが、特に重要なのはＹ軸の周
りの回転２１であり、次いで腰部の上下動２０である。
ここで、本体ケース１の揺動の平面性検出に及ぼす影響
を考えてみると、被検出部位たる所定の被検出１面２３
に対して本体ケース１が揺動することは本体ケース１が
静止していて被検出面２５が二点鎖線で示す彼検出画ｔ
ｇ’のように揺動することと等価であり、これＫよっ
て、被検出点Ｐ冨、Ｐ２．Ｐｓ及びＰ４は被検出点Ｐ
１’、 Ｐ ｇ’、 Ｐ ｓ’及びＰ ４’のように変
化する。従って、被検出面２３が被検出面２５′となっ
たとしてもそれＫよる被検出点Ｐｌ’、Ｐｇ’。
を考えてみると、被検出部位たる所定の被検出１面２３
に対して本体ケース１が揺動することは本体ケース１が
静止していて被検出面２５が二点鎖線で示す彼検出画ｔ
ｇ’のように揺動することと等価であり、これＫよっ
て、被検出点Ｐ冨、Ｐ２．Ｐｓ及びＰ４は被検出点Ｐ
１’、 Ｐ ｇ’、 Ｐ ｓ’及びＰ ４’のように変
化する。従って、被検出面２３が被検出面２５′となっ
たとしてもそれＫよる被検出点Ｐｌ’、Ｐｇ’。
’ｐ ｍ’及びＰ ４’はその同一面たる被検出×２３
′上に、位置するととＫなシ、シかも被検出面２３に凹
凸°部があってその被検出面２５が被検出面２３′のよ
うに変化しても該凹凸部の幾何学的形状は保存される０
で、本体ケース１．が揺動じてもその揺動に影響される
ことなく確実に被検出部位たる被検出面２５の平面性を
検出判定することができる。
′上に、位置するととＫなシ、シかも被検出面２３に凹
凸°部があってその被検出面２５が被検出面２３′のよ
うに変化しても該凹凸部の幾何学的形状は保存される０
で、本体ケース１．が揺動じてもその揺動に影響される
ことなく確実に被検出部位たる被検出面２５の平面性を
検出判定することができる。
尚、上記実施例では一直線上にない四点の被検出点Ｐ１
．Ｐｔ 、Ｐｓ及びＰ４を設定するようにしたが、例え
ば歩行方向の一直線上の三点に楡検出点を設定するよう
Ｋしてもその被検出点までの距離と検出光の方向余弦と
の演算結果により被検出部位の平面性を同様にして検出
し得るものであり、要は三点以上の被検出点を設定すれ
ばよいものである。
．Ｐｔ 、Ｐｓ及びＰ４を設定するようにしたが、例え
ば歩行方向の一直線上の三点に楡検出点を設定するよう
Ｋしてもその被検出点までの距離と検出光の方向余弦と
の演算結果により被検出部位の平面性を同様にして検出
し得るものであり、要は三点以上の被検出点を設定すれ
ばよいものである。
又、上記実施例では一つの発光素子５からの検出光をＸ
軸周スキャナ６及びＹ軸用スキャナ７によって走査して
四点の被検出点Ｐ’＋、Ｐ２．ＰＬＰ４に投光するよう
にしたが、代りに上記被検出点ＰＩ 、ＰＩ 、Ｐｌ及
びＰ４に夫々対応して四個の発光素子を設けて、これら
の発光素子を時間差をもって発光させるようＫしてもよ
い。
軸周スキャナ６及びＹ軸用スキャナ７によって走査して
四点の被検出点Ｐ’＋、Ｐ２．ＰＬＰ４に投光するよう
にしたが、代りに上記被検出点ＰＩ 、ＰＩ 、Ｐｌ及
びＰ４に夫々対応して四個の発光素子を設けて、これら
の発光素子を時間差をもって発光させるようＫしてもよ
い。
その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例、にのみ
限定されるものではなく、例えば盲人歩行用の平面性検
出装噌のみならず被検出部位の平面性を検出する平面性
検出装置全般に適用することができる等、要旨を逸脱し
ない範囲内で適宜変形して実施し得ることは勿論である
。
限定されるものではなく、例えば盲人歩行用の平面性検
出装噌のみならず被検出部位の平面性を検出する平面性
検出装置全般に適用することができる等、要旨を逸脱し
ない範囲内で適宜変形して実施し得ることは勿論である
。
本発明は以上説明し寿ように、被検出部位の予定され九
三点以−トの被検出点に向けて検出光を投光する発光器
を設け、この発光器の検出光に基づく前記被検出部位か
らの反射光を受光する位置検出器を設け、この位置検出
器からの侶号に基づき反射点までの距離を測定しこの距
離と検出光の方向余弦との演算結果により前記被検出部
位の平面性を判定する検知回路を設ける構成としたので
、取付部位が揺動してもこれに影響されることなく確実
に被検出部位Ｏ平面性を検出することかで龜るという優
れた効果を奏するものである。
三点以−トの被検出点に向けて検出光を投光する発光器
を設け、この発光器の検出光に基づく前記被検出部位か
らの反射光を受光する位置検出器を設け、この位置検出
器からの侶号に基づき反射点までの距離を測定しこの距
離と検出光の方向余弦との演算結果により前記被検出部
位の平面性を判定する検知回路を設ける構成としたので
、取付部位が揺動してもこれに影響されることなく確実
に被検出部位Ｏ平面性を検出することかで龜るという優
れた効果を奏するものである。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は検出動作状態
ＯＩｇＦ）視図、第２図線電気的構成を示すブーツタ線
図、第３図は半導体装置検出素子の機能説明図、第４図
は原理説明図、＃Ｅｌｓ図及び第６図は夫々異なる被検
出部位の斜視図、第７図は作用説明用のＪＩＥ１図相轟
図である。 ｌ！１１面中、１は本体ケース、２は発光器、３は発光
素子、８は地上１１１を被検出部位】、９は位置検□−
器、１１は半導体装置検出素子、１３は検知回路、Ｐ直
（Ｐｌ、Ｐｌ、Ｐｓ、Ｐ４）は被検出点、／ｉは距離、
ヂ轟は方位角、＃凰拡余緯度を示す。 出願人工業接衝院長 石板誠− 第１図 第２図 Ｐｉ 第３図 第４図 第５図 第６０ １ｓ ７図 − 手続補正書 昭和５７年２り／ρ日 特許庁長官 島１）春樹 殿 ｌ・ 事件の表示 特願昭５６−７２≠０７５ ２、 発明の名称 平面性検出装置 ３、 補正をする者 出願人 Ｓ、 補正の対象 明細書第１頁から第７．！頁まで 乙１．補正の内容 明細書第１頁から第１２頁までを添付の明細書にさしか
える。 明 細 書 １、発明の名称 平面性検出装置 ２、特許請求の範囲 ！、被検出部位の予定された三点以上の被検出点に向け
て検出光を投光する発光器と、この発光器の検出光に基
づく前記被検出部位からの反射光を受光する位置検出器
と、この位置検出器からの信号に基づき反射点までの距
離を測定しこの距離と前記検出光の方向余弦との演算結
果により前記被検出部位の平面性を判定する検知回路と
を具備してなる平面性検出装置。 １ 被検出点は一直線上にない四点に設定されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の平面性検
出装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は凹凸部の有無等被検出部位の平面性を検出する
平面性検出装置に関する。 例えば盲人が歩行する場合には、歩行面たる地上面の窪
み等の凹部危険箇所若しくは石塊等の凸部障害物の存在
を杖によって感知するだけであるので、感知が極めて困
難で、凹部危険箇所若しくは凸部障害物に足をとられて
転倒する危険があり、従って、地上面等の被検出部位に
おける凹凸部の存在の有無即ち被検出部の平面性を検出
し得る装置があれば極めて有効である。このため、最近
で坦発光素子から被検出部位たる地上面にパルス牌ｉｌ
Ｌ九検出党を投光しその地上面からの反射光゛１季光素
子で受光する光電スイッチ方式の検出装ｄ＝考えられて
いる。この検出装置は、最初に平坦な地上面の予定され
た被検出点に検出光を投光しその反射光を受光すること
によシ距離を測定して基準値とし、その後は歩行中の距
離を順次測定してその測定値と基準値とを比較し、測定
値が基準値と等しい時には平面と判定し、測定値が基準
値よシ大である時には凹部と判定し、測定値が基準値上
に小である時には凸部と判定するように構成されている
。ところが、上記構成では、歩行時に取付部位たる身体
の揺動によシ検出距膣が変動するので、凹凸部の判定が
不確実になるという実施に当たって解決すべき問題があ
った。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、取付部位が揺動してもこれに影響されることなく被検
出部位の平面性を確実に検出することができゐ平面性検
出装置を提供するＫある。 以下本発明の一実施例につき図面を参照して説明する。 １は取付部位たる盲人の腰部にベルト等によって殿付け
られた本体ケースであシ、以下その内部構：Ｊ＆につき
第２図を参照して述べる。２は発光器ｆ；ｆｆシ、これ
は発光ダイオード或いはレーザ・グイボード等よりなる
発光素子３及び集光用レンズ’ｈｅｌｄ有し、発光素子
５はパルス変調回路５Ｋｊり駆動されてパルス変調光た
る検出光を発光する。 そして、この発光素子５からの検出光は集光用レンズ４
を介し更にミラー等からなるＸ軸周スキャナ６及びＹ軸
用スキャナ７を経て本体ケース１０投光部１Ｔよシ被検
出部位たる地上面８の予定された被検出点Ｐ１に投光さ
れる。この被検出点Ｐ１は三点以上に設定されており、
特に本実施例で’Ｐ ＊ 、 Ｐ雪、Ｐｇ及びＰ４の一
直線上に位置しない四被検出点に設定されておシ、検出
光はＸ軸周スキャナ６及びＹ軸用スキャナ７０作用によ
って被検出点ＰＩ、Ｐ！、ＰＩ及びＰ４の順に繰返し投
光走査されるようになっている。９は位置検出器であシ
、これは結像用レンズ１０及び半導体装置検出素子（以
下ＰＳＤと略称する。）１１を有する。そして、とのＰ
ＳＤｌｌの受光面１１ａＫは地上面８０反射点たる前記
被検出点Ｐ１（１−１，２，，５，４）からの反射光が
本体ケース１の受光部１Ｂ及び＠１用し／ズ１０を介し
て入射結像されるようになっている。この場合、Ｙ舶用
スキャナ７及びＰＳＤｌｌは被検出点Ｐ１に対して三角
測量的配置になされており、従って、ＰＳＤｌｌは、被
検出点Ｐ１からの反射光を本体ケース１における投光部
１Ｔ及び受光部１Ｂの中間点たる中心ａ（Ｍ点）Ｏと被
検出点Ｐ１との距離１１（１■１．２１３．４）に応じ
た受光点１１１（１−ｗｌ、２．３．４）で受光する。 ここで、上記ＰＳＤ１１は次に述べる機能を有するもの
である。即ち、ＰＳＤｌｌは、バイアス用電源１２にｚ
、：ｐバイアスされた状態で受光面１１ａに光が入慰゛
キれると、その入射光量に応じた値の光電流工Ｑ成する
とともに、対をなす電極Ａ、Ｂより失笑次式で与えられ
る信号電流工Ａ、より（但し、ＩＡ十工９ｍ１ｍ工）を
位置信号として出力する。即ち、第３図に示すように、
ＰＳＤｌｌの電極Ａ。 ３間の距離をり、電極Ａから受光点１１１までの距離を
ｘ １ｔ １＝１ｓ ２ ＃ ５ ＃ ４ ）とした場
合、■Ｂ−工□ ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（２）の関係があり、従って信号電流エム、よりに
よシ距離Ｘｉ（即ち受光点１１１の位置）を知ることが
でき、この距離ｘｔに応じて被検出点Ｐｔとの距離１１
を測定することができるものである。１３は検知回路で
あり、以下これについて述べる。 １４．１５は夫々信号電流工Ａ、よりｉＣ応じて単調増
加する直流信号電圧Ｖｈ、ＶＢを出力する受光回路であ
り、これは前記パルス変調回路５から同期信号たる発振
パルスＰＯを受けて信号電流エム、よりを積分する亀の
である。１６は信号電圧ＶＡ、’ＩｗＯ和［Ｖｉ＋Ｖｎ
Ｊ を演算する加算ａ・で、その演算結果はパルス変調
回路５に与えられる。この場合、パルス変調回路５は、
和信号「Ｖム＋ＶｍＪと設定された基準電圧Ｅ８とを比
較し、「７ ＾＋Ｖｎｊ ＞Ｅ ｓ）時即チＰＳ Ｄ
１１ （Ｄ受光ｊｌが基準値よ少多い時には発振パルス
Ｐｏの周波、ｗＬ＆低くＬ、「ＶＡ＋ＶｎＪ ＜Ｒ：ｓ
の時ｌｐちＰｓ）１１の受光量が基準値よシ少ない時に
は発振ノ（ルスＰｏの周波数を高くする。従って、この
発振パルスＰｏ１Ｃより駆動される発光素子３に対して
パルス数変−がかけられ、発光素子３０投光竜は、ＰＳ
Ｄｌｌの受光量が大の時には減少し且つＰＳＤｌｌの受
光量が小の時には増加するようになり、結果としてパル
ス変調回路５はＰＳＤｌｌの受光量が常に一定レベルと
なるように制御する。１７は信！電圧ｖＡ 、ｖｎｏｆ
ｉ 「ｖＡ−ｖＢＪ を演算する１算器、１６はこの演
算結果の差信号「ｖＡ−Ｖ ！Ｉ Ｊに基づいて被検出
点Ｐ１との距離１１を演算する演算判定回路、１９はと
の演算判定回路１８０判定結果に基づいて出力信号を生
ずる出力回路である。 以上のように、本体ケース１の中心点○と被検出点ＰＭ
との距離／ｉは減算器１７の差信号Ｖ＝１’−ＶＡ−ｖ
ｎｊの関数として即ち／ｉ−ｆ［Ｖ）と表わすことがで
きる。この場合、第４図に示すように、本体ケース１の
中心点○を原点とし、投光部１Ｔと受光部１Ｆとを結ぶ
方向をＹ軸とし、傘体ケース１０前後方向をＸ軸とし、
上下方向を２軸とし、更に被検出点ＰｉからＸＹ平面に
下しえｊ垂直線の足・をＨ魚（’ −１ｍ ２ ａ ５
＃ ４ ）とすＬと、中心点（原点）Ｏと被検出点Ｐ
１とを結ぶ線の方位角ψ１ （１＝＝ １ ｍ ２ ｓ
５ ａ ４ ）はψ１−２Ｐ１ｏｘ＃余緯度＃ ＋
（ｉｚ１＠２＃３＃４）はる差信号Ｖの適商な変域内で
は二次関数等で遁總可能である。今、被検出点Ｐｓの座
標を考えてみると、 Ｘｉｘ／ｌｓｋ＋＃ｔａｗｇｓ ＋＋＋曲＋＋ｌ＋’
＋ｌ１（３）Ｙｌ−１！１ｌＩｋＩ＃１１１にψｉ
−−−−・・・・・・・・・・・（４）Ｚ＋ｍ寞−／ゑ
゛（−クー■−ツ鳳・・・・・・・・・・・・・・・（
５）で示されるＣ但し、Ｘｓ 、Ｙｔ及びＺＩＫおける
鳳はｌ富１．２．！！、４）。この場合、本体ケース１
０投光部１Ｔからの検出光即ち投光部１Ｔを原点として
この投光部１Ｔと被検出点Ｐｉとを結ぶ線の方位角及び
余緯度は予め設定されて一定であシ、又、本体ケース１
における投光部１Ｔと受１ヤ部ＩＢとの間の距離祉距離
１１に対して著しくＡ〜となるように設定されているの
で、上記検出光φ方位角及び余緯度は前記方位角ψ息及
び余緯度＃１と等しいと考えてよく、従って、方向余弦
たＪ） ａｄｓ ｑ ｓ 、 ｕａａ ａ ｓ 、−ψ
ｌ（即ちｎ）及びｉす（即ち １−ｗ”＃ｔ）は予め設
定されていることに＋’な夛、これＫよシ、距ｒａｔｓ
を測定するととくより被検出点Ｐｓの座標Ｘｒ 、Ｙｔ
及びＺｓを演算することができる。更に、被検出点Ｐま
たる四点の被検出点Ｐｔ（Ｘｔ、Ｙｌ、Ｚｌ ）、Ｐｚ
（Ｘｔ、Ｙｓ。 Ｚｔ）、Ｐｓ（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）及びＰ４ （Ｘ４．
７４ 、Ｚ４ ２０のます四面体の体積Δは、 の行列式で与えられる。このような被検出点Ｐｔの座標
Ｘｓ 、Ｙｔ及びＺｓの演算及び体積Δの演算を演算判
定回路１８が行なうことになる。そして、演算判定回路
１８は、体積Δの演算結果から、体積Δが零ＣΔヰ０）
の時には被検出点Ｐ’＋、Ｐ意、Ｐｓ及びＰ４が同一平
面上にあると判定１体積Δが正（＋）或いは負（−）の
時には巷ヰ巷ｐ（凹部若しくは凸部）が有ると判定する
。尚、通常地上面８には多少の凹凸部があってもこれを
平面とみなした方がよい場合が多々あり、従って平面性
の判定ＫｍつてはΔ−＝０と厳密に判定するよシも多少
の自由度をもたせてΔ−０±αの時に平面と判定させる
ようにした方が実状に適する。 又、演算判定回路１８は、平面でないと判定した神にそ
れが凹部であるか凸部であるかの判定及び七の大きさの
判定も演算によって可能であるが、回路１９に出力信号
を与えるようになり、該出力回′路１９は図示しない警
報器を動作させて警報音管：発生させたり或いは図示し
ない音声発生器を動州させて「アブナイ」、「凹凸部ガ
アリマス」等の音声を発生させるようになっている。 ところで、本体ケース１を取付部位たる盲人の腰部に散
村は九場合における身体の揺動け、第７図で示すように
、腰部の上下動２０．Ｙ軸の周りの回転２１及びＺ軸の
周シの回転２２等であるが、特に重要なのはＹ軸の周り
の回転２１であシ、次いで腰部の上下動２０である。こ
こで、本体ケース１の揺動の平面性検出に及ぼす影響を
考えてみると、被検出部位たる所定の被検出面２５に対
して本体ケース１が揺動することは本体ケース１が静止
していて被検出面２３が二点鎖線で示す被検出［２！Ｓ
’のように揺動することと等価であり、これＫよって、
被検出点Ｐ１．Ｐｚ 、Ｐｓ及びＰ４は被検出点Ｐ １
’、 Ｐ ＊’、 Ｐ ｍ’及びＰ ４’のように便化
する。従って、被検出面２３が被検出面２３′となった
としてもそれによる被検出点Ｐ１’、Ｐ２’。 Ｐ８′及びＰ４はそ、の同一面たる被検出面２３′上に
？ 位置することになシ、シかも被検出面２３に凹凸部があ
ってその被検出面２３が被検出面２３′のように変化し
ても該凹凸部の幾何学的形状は保存さよるので、本体ケ
ース１が揺動してもその揺動に１響されることなく確実
に被検出部位たる被検出１ｇ１ｚｓの平面性を検出判定
することができる。 尚、上記実施例では一直線上にない四点の被検出点Ｐ１
．Ｐ＊、Ｐｓ及びＰ４を設定するようＫしたが、例えば
歩行方向の一直線上の三点に被検出点を設定するように
してもその被検出点までの距離と検出光の方向余弦との
演算結果により被検出部位の平面性を同様にして検出し
得るものであシ、要は三点以上の被検出点を設定すれば
よいものである。 又、上記実施例では一つの発光素子５からの検出光をＸ
軸周スキャナ６及びＹ軸用スキャナ７によって走査して
四点の被検出点Ｐ１．Ｐｇ、Ｐａ。 Ｐ４に投光するようにしたが、代りに上記被検出点Ｐｔ
、Ｐ！ 、ＰＲ及びＰ４に夫々対応して四個の発光素
子を設けて、これらの発光素子を時間差をもって発光さ
せるようにしてもよい。 その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限
定されるものではなく、例えば盲人歩行用の平面性検出
装置のみ壜らず被検出部位の平面性を検出する平面性検
出装置全般に適用することができる等、要旨を逸脱しな
い範囲内で適宜変形して実施し得ることは勿論である。
ＯＩｇＦ）視図、第２図線電気的構成を示すブーツタ線
図、第３図は半導体装置検出素子の機能説明図、第４図
は原理説明図、＃Ｅｌｓ図及び第６図は夫々異なる被検
出部位の斜視図、第７図は作用説明用のＪＩＥ１図相轟
図である。 ｌ！１１面中、１は本体ケース、２は発光器、３は発光
素子、８は地上１１１を被検出部位】、９は位置検□−
器、１１は半導体装置検出素子、１３は検知回路、Ｐ直
（Ｐｌ、Ｐｌ、Ｐｓ、Ｐ４）は被検出点、／ｉは距離、
ヂ轟は方位角、＃凰拡余緯度を示す。 出願人工業接衝院長 石板誠− 第１図 第２図 Ｐｉ 第３図 第４図 第５図 第６０ １ｓ ７図 − 手続補正書 昭和５７年２り／ρ日 特許庁長官 島１）春樹 殿 ｌ・ 事件の表示 特願昭５６−７２≠０７５ ２、 発明の名称 平面性検出装置 ３、 補正をする者 出願人 Ｓ、 補正の対象 明細書第１頁から第７．！頁まで 乙１．補正の内容 明細書第１頁から第１２頁までを添付の明細書にさしか
える。 明 細 書 １、発明の名称 平面性検出装置 ２、特許請求の範囲 ！、被検出部位の予定された三点以上の被検出点に向け
て検出光を投光する発光器と、この発光器の検出光に基
づく前記被検出部位からの反射光を受光する位置検出器
と、この位置検出器からの信号に基づき反射点までの距
離を測定しこの距離と前記検出光の方向余弦との演算結
果により前記被検出部位の平面性を判定する検知回路と
を具備してなる平面性検出装置。 １ 被検出点は一直線上にない四点に設定されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の平面性検
出装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は凹凸部の有無等被検出部位の平面性を検出する
平面性検出装置に関する。 例えば盲人が歩行する場合には、歩行面たる地上面の窪
み等の凹部危険箇所若しくは石塊等の凸部障害物の存在
を杖によって感知するだけであるので、感知が極めて困
難で、凹部危険箇所若しくは凸部障害物に足をとられて
転倒する危険があり、従って、地上面等の被検出部位に
おける凹凸部の存在の有無即ち被検出部の平面性を検出
し得る装置があれば極めて有効である。このため、最近
で坦発光素子から被検出部位たる地上面にパルス牌ｉｌ
Ｌ九検出党を投光しその地上面からの反射光゛１季光素
子で受光する光電スイッチ方式の検出装ｄ＝考えられて
いる。この検出装置は、最初に平坦な地上面の予定され
た被検出点に検出光を投光しその反射光を受光すること
によシ距離を測定して基準値とし、その後は歩行中の距
離を順次測定してその測定値と基準値とを比較し、測定
値が基準値と等しい時には平面と判定し、測定値が基準
値よシ大である時には凹部と判定し、測定値が基準値上
に小である時には凸部と判定するように構成されている
。ところが、上記構成では、歩行時に取付部位たる身体
の揺動によシ検出距膣が変動するので、凹凸部の判定が
不確実になるという実施に当たって解決すべき問題があ
った。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、取付部位が揺動してもこれに影響されることなく被検
出部位の平面性を確実に検出することができゐ平面性検
出装置を提供するＫある。 以下本発明の一実施例につき図面を参照して説明する。 １は取付部位たる盲人の腰部にベルト等によって殿付け
られた本体ケースであシ、以下その内部構：Ｊ＆につき
第２図を参照して述べる。２は発光器ｆ；ｆｆシ、これ
は発光ダイオード或いはレーザ・グイボード等よりなる
発光素子３及び集光用レンズ’ｈｅｌｄ有し、発光素子
５はパルス変調回路５Ｋｊり駆動されてパルス変調光た
る検出光を発光する。 そして、この発光素子５からの検出光は集光用レンズ４
を介し更にミラー等からなるＸ軸周スキャナ６及びＹ軸
用スキャナ７を経て本体ケース１０投光部１Ｔよシ被検
出部位たる地上面８の予定された被検出点Ｐ１に投光さ
れる。この被検出点Ｐ１は三点以上に設定されており、
特に本実施例で’Ｐ ＊ 、 Ｐ雪、Ｐｇ及びＰ４の一
直線上に位置しない四被検出点に設定されておシ、検出
光はＸ軸周スキャナ６及びＹ軸用スキャナ７０作用によ
って被検出点ＰＩ、Ｐ！、ＰＩ及びＰ４の順に繰返し投
光走査されるようになっている。９は位置検出器であシ
、これは結像用レンズ１０及び半導体装置検出素子（以
下ＰＳＤと略称する。）１１を有する。そして、とのＰ
ＳＤｌｌの受光面１１ａＫは地上面８０反射点たる前記
被検出点Ｐ１（１−１，２，，５，４）からの反射光が
本体ケース１の受光部１Ｂ及び＠１用し／ズ１０を介し
て入射結像されるようになっている。この場合、Ｙ舶用
スキャナ７及びＰＳＤｌｌは被検出点Ｐ１に対して三角
測量的配置になされており、従って、ＰＳＤｌｌは、被
検出点Ｐ１からの反射光を本体ケース１における投光部
１Ｔ及び受光部１Ｂの中間点たる中心ａ（Ｍ点）Ｏと被
検出点Ｐ１との距離１１（１■１．２１３．４）に応じ
た受光点１１１（１−ｗｌ、２．３．４）で受光する。 ここで、上記ＰＳＤ１１は次に述べる機能を有するもの
である。即ち、ＰＳＤｌｌは、バイアス用電源１２にｚ
、：ｐバイアスされた状態で受光面１１ａに光が入慰゛
キれると、その入射光量に応じた値の光電流工Ｑ成する
とともに、対をなす電極Ａ、Ｂより失笑次式で与えられ
る信号電流工Ａ、より（但し、ＩＡ十工９ｍ１ｍ工）を
位置信号として出力する。即ち、第３図に示すように、
ＰＳＤｌｌの電極Ａ。 ３間の距離をり、電極Ａから受光点１１１までの距離を
ｘ １ｔ １＝１ｓ ２ ＃ ５ ＃ ４ ）とした場
合、■Ｂ−工□ ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（２）の関係があり、従って信号電流エム、よりに
よシ距離Ｘｉ（即ち受光点１１１の位置）を知ることが
でき、この距離ｘｔに応じて被検出点Ｐｔとの距離１１
を測定することができるものである。１３は検知回路で
あり、以下これについて述べる。 １４．１５は夫々信号電流工Ａ、よりｉＣ応じて単調増
加する直流信号電圧Ｖｈ、ＶＢを出力する受光回路であ
り、これは前記パルス変調回路５から同期信号たる発振
パルスＰＯを受けて信号電流エム、よりを積分する亀の
である。１６は信号電圧ＶＡ、’ＩｗＯ和［Ｖｉ＋Ｖｎ
Ｊ を演算する加算ａ・で、その演算結果はパルス変調
回路５に与えられる。この場合、パルス変調回路５は、
和信号「Ｖム＋ＶｍＪと設定された基準電圧Ｅ８とを比
較し、「７ ＾＋Ｖｎｊ ＞Ｅ ｓ）時即チＰＳ Ｄ
１１ （Ｄ受光ｊｌが基準値よ少多い時には発振パルス
Ｐｏの周波、ｗＬ＆低くＬ、「ＶＡ＋ＶｎＪ ＜Ｒ：ｓ
の時ｌｐちＰｓ）１１の受光量が基準値よシ少ない時に
は発振ノ（ルスＰｏの周波数を高くする。従って、この
発振パルスＰｏ１Ｃより駆動される発光素子３に対して
パルス数変−がかけられ、発光素子３０投光竜は、ＰＳ
Ｄｌｌの受光量が大の時には減少し且つＰＳＤｌｌの受
光量が小の時には増加するようになり、結果としてパル
ス変調回路５はＰＳＤｌｌの受光量が常に一定レベルと
なるように制御する。１７は信！電圧ｖＡ 、ｖｎｏｆ
ｉ 「ｖＡ−ｖＢＪ を演算する１算器、１６はこの演
算結果の差信号「ｖＡ−Ｖ ！Ｉ Ｊに基づいて被検出
点Ｐ１との距離１１を演算する演算判定回路、１９はと
の演算判定回路１８０判定結果に基づいて出力信号を生
ずる出力回路である。 以上のように、本体ケース１の中心点○と被検出点ＰＭ
との距離／ｉは減算器１７の差信号Ｖ＝１’−ＶＡ−ｖ
ｎｊの関数として即ち／ｉ−ｆ［Ｖ）と表わすことがで
きる。この場合、第４図に示すように、本体ケース１の
中心点○を原点とし、投光部１Ｔと受光部１Ｆとを結ぶ
方向をＹ軸とし、傘体ケース１０前後方向をＸ軸とし、
上下方向を２軸とし、更に被検出点ＰｉからＸＹ平面に
下しえｊ垂直線の足・をＨ魚（’ −１ｍ ２ ａ ５
＃ ４ ）とすＬと、中心点（原点）Ｏと被検出点Ｐ
１とを結ぶ線の方位角ψ１ （１＝＝ １ ｍ ２ ｓ
５ ａ ４ ）はψ１−２Ｐ１ｏｘ＃余緯度＃ ＋
（ｉｚ１＠２＃３＃４）はる差信号Ｖの適商な変域内で
は二次関数等で遁總可能である。今、被検出点Ｐｓの座
標を考えてみると、 Ｘｉｘ／ｌｓｋ＋＃ｔａｗｇｓ ＋＋＋曲＋＋ｌ＋’
＋ｌ１（３）Ｙｌ−１！１ｌＩｋＩ＃１１１にψｉ
−−−−・・・・・・・・・・・（４）Ｚ＋ｍ寞−／ゑ
゛（−クー■−ツ鳳・・・・・・・・・・・・・・・（
５）で示されるＣ但し、Ｘｓ 、Ｙｔ及びＺＩＫおける
鳳はｌ富１．２．！！、４）。この場合、本体ケース１
０投光部１Ｔからの検出光即ち投光部１Ｔを原点として
この投光部１Ｔと被検出点Ｐｉとを結ぶ線の方位角及び
余緯度は予め設定されて一定であシ、又、本体ケース１
における投光部１Ｔと受１ヤ部ＩＢとの間の距離祉距離
１１に対して著しくＡ〜となるように設定されているの
で、上記検出光φ方位角及び余緯度は前記方位角ψ息及
び余緯度＃１と等しいと考えてよく、従って、方向余弦
たＪ） ａｄｓ ｑ ｓ 、 ｕａａ ａ ｓ 、−ψ
ｌ（即ちｎ）及びｉす（即ち １−ｗ”＃ｔ）は予め設
定されていることに＋’な夛、これＫよシ、距ｒａｔｓ
を測定するととくより被検出点Ｐｓの座標Ｘｒ 、Ｙｔ
及びＺｓを演算することができる。更に、被検出点Ｐま
たる四点の被検出点Ｐｔ（Ｘｔ、Ｙｌ、Ｚｌ ）、Ｐｚ
（Ｘｔ、Ｙｓ。 Ｚｔ）、Ｐｓ（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）及びＰ４ （Ｘ４．
７４ 、Ｚ４ ２０のます四面体の体積Δは、 の行列式で与えられる。このような被検出点Ｐｔの座標
Ｘｓ 、Ｙｔ及びＺｓの演算及び体積Δの演算を演算判
定回路１８が行なうことになる。そして、演算判定回路
１８は、体積Δの演算結果から、体積Δが零ＣΔヰ０）
の時には被検出点Ｐ’＋、Ｐ意、Ｐｓ及びＰ４が同一平
面上にあると判定１体積Δが正（＋）或いは負（−）の
時には巷ヰ巷ｐ（凹部若しくは凸部）が有ると判定する
。尚、通常地上面８には多少の凹凸部があってもこれを
平面とみなした方がよい場合が多々あり、従って平面性
の判定ＫｍつてはΔ−＝０と厳密に判定するよシも多少
の自由度をもたせてΔ−０±αの時に平面と判定させる
ようにした方が実状に適する。 又、演算判定回路１８は、平面でないと判定した神にそ
れが凹部であるか凸部であるかの判定及び七の大きさの
判定も演算によって可能であるが、回路１９に出力信号
を与えるようになり、該出力回′路１９は図示しない警
報器を動作させて警報音管：発生させたり或いは図示し
ない音声発生器を動州させて「アブナイ」、「凹凸部ガ
アリマス」等の音声を発生させるようになっている。 ところで、本体ケース１を取付部位たる盲人の腰部に散
村は九場合における身体の揺動け、第７図で示すように
、腰部の上下動２０．Ｙ軸の周りの回転２１及びＺ軸の
周シの回転２２等であるが、特に重要なのはＹ軸の周り
の回転２１であシ、次いで腰部の上下動２０である。こ
こで、本体ケース１の揺動の平面性検出に及ぼす影響を
考えてみると、被検出部位たる所定の被検出面２５に対
して本体ケース１が揺動することは本体ケース１が静止
していて被検出面２３が二点鎖線で示す被検出［２！Ｓ
’のように揺動することと等価であり、これＫよって、
被検出点Ｐ１．Ｐｚ 、Ｐｓ及びＰ４は被検出点Ｐ １
’、 Ｐ ＊’、 Ｐ ｍ’及びＰ ４’のように便化
する。従って、被検出面２３が被検出面２３′となった
としてもそれによる被検出点Ｐ１’、Ｐ２’。 Ｐ８′及びＰ４はそ、の同一面たる被検出面２３′上に
？ 位置することになシ、シかも被検出面２３に凹凸部があ
ってその被検出面２３が被検出面２３′のように変化し
ても該凹凸部の幾何学的形状は保存さよるので、本体ケ
ース１が揺動してもその揺動に１響されることなく確実
に被検出部位たる被検出１ｇ１ｚｓの平面性を検出判定
することができる。 尚、上記実施例では一直線上にない四点の被検出点Ｐ１
．Ｐ＊、Ｐｓ及びＰ４を設定するようＫしたが、例えば
歩行方向の一直線上の三点に被検出点を設定するように
してもその被検出点までの距離と検出光の方向余弦との
演算結果により被検出部位の平面性を同様にして検出し
得るものであシ、要は三点以上の被検出点を設定すれば
よいものである。 又、上記実施例では一つの発光素子５からの検出光をＸ
軸周スキャナ６及びＹ軸用スキャナ７によって走査して
四点の被検出点Ｐ１．Ｐｇ、Ｐａ。 Ｐ４に投光するようにしたが、代りに上記被検出点Ｐｔ
、Ｐ！ 、ＰＲ及びＰ４に夫々対応して四個の発光素
子を設けて、これらの発光素子を時間差をもって発光さ
せるようにしてもよい。 その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限
定されるものではなく、例えば盲人歩行用の平面性検出
装置のみ壜らず被検出部位の平面性を検出する平面性検
出装置全般に適用することができる等、要旨を逸脱しな
い範囲内で適宜変形して実施し得ることは勿論である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ！、 被検出部位の予定された三点以上の被検出点に向
けて検出光を投光する発光器と、この発光器の検出光に
基づく前記被検出部位からの反射光を受光する位置検出
器と、この装置検出器からの信号に基づき反射点までの
距離を測定しこの距離と前記検出光の方向余弦との演算
結果により前記被検出部位の平面性を判定する検知回路
とを具備してなる平面性検出装置。 １ 被検出点は一直線上にない四点に設定されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の平面性検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12407581A JPS5826207A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | 平面性検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12407581A JPS5826207A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | 平面性検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826207A true JPS5826207A (ja) | 1983-02-16 |
Family
ID=14876309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12407581A Pending JPS5826207A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | 平面性検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826207A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106248004A (zh) * | 2016-09-27 | 2016-12-21 | 中国科学院遥感与数字地球研究所 | 一种地表几何粗糙度测量装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5669507A (en) * | 1979-11-09 | 1981-06-10 | Sankusu:Kk | Recessed and protruded parts detecting device |
-
1981
- 1981-08-10 JP JP12407581A patent/JPS5826207A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5669507A (en) * | 1979-11-09 | 1981-06-10 | Sankusu:Kk | Recessed and protruded parts detecting device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106248004A (zh) * | 2016-09-27 | 2016-12-21 | 中国科学院遥感与数字地球研究所 | 一种地表几何粗糙度测量装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240429752A1 (en) | Multiple beam wireless power transmission system | |
| US5241360A (en) | Distance measuring device utilizing semiconductor laser | |
| US11369543B2 (en) | Non-visual precision spatial awareness device | |
| CN104236464B (zh) | 一种激光振动、位移传感器及其测量方法 | |
| EP2006633A2 (en) | Tracking type laser interferometer and method for resetting the same | |
| EP3712660A1 (en) | Integrated electronic module for 3d sensing applications, and 3d scanning device including the integrated electronic module | |
| US20150226841A1 (en) | Laser tracker with calibration unit for self-calibration | |
| CN114287827A (zh) | 清洁机器人系统及其清洁机器人和充电路径决定方法 | |
| WO1999012052A1 (en) | Distance measuring apparatus using pulse light | |
| JPH1010233A (ja) | レーザ式障害物検知方法およびセンサ | |
| JPS6312521B2 (ja) | ||
| WO2022075553A1 (en) | Optical sensor device for determining distance to object and velocity of the object, and identifying the shape and structure of the object | |
| US20070236679A1 (en) | Phase ranging apparatus and method of phase ranging | |
| JPH02170004A (ja) | 三次元位置計測装置 | |
| JPS5826207A (ja) | 平面性検出装置 | |
| US20220146639A1 (en) | Distance measuring apparatus | |
| JP2022128450A (ja) | 距離測定装置、レーザレーダ及び移動ロボット | |
| KR20160147766A (ko) | 3d 레이저 스캐너 | |
| US8451162B2 (en) | Microwave datum tool | |
| JP6899402B2 (ja) | 計測装置 | |
| JP7584625B2 (ja) | 測定装置、位置特定システム、測定システム、および監視システム | |
| Bury | Proximity sensing for robots | |
| JP2004245780A (ja) | 測距装置 | |
| JP2667395B2 (ja) | 移動体 | |
| RU2140622C1 (ru) | Устройство для измерения расстояния |