激光雷达制造技术

激光雷达(1)具备：投射部，将从光源射出的激光向与旋转轴(R10)呈锐角的方向投射；受光部，使物体对所述激光的反射光聚光于光检测器；旋转部，使投射部以及受光部相对于旋转轴(R10)旋转而形成圆锥面状的物体探测面(S1)～(S6)；以及控制器，探测物体对三维状的监视区域(RM)的侵入。物体探测面(S1)～(S6)被设定为朝向监视区域(RM)而扩展，控制器将与监视区域(RM)对应的探测范围(RD1)～(RD6)设定于物体探测面(S1)～(S6)，通过基于激光的发光以及反射光的受光而检测出的物体探测面(S1)～(S6)上的物体的位置包含于探测范围(RD1)～(RD6)，来探测物体侵入到监视区域(RM)。来探测物体侵入到监视区域(RM)。来探测物体侵入到监视区域(RM)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光雷达


[0001]本专利技术涉及使用激光来检测物体的激光雷达。

技术介绍

[0002]为了探测人对给定的监视区域的侵入，可以使用激光雷达。通常，激光雷达使激光扫描检测对象区域，基于各扫描位置的反射光，检测各扫描位置有无物体。此外，激光雷达基于从各扫描位置处的激光的照射定时到反射光的受光定时为止的所需时间，检测各扫描位置处的到物体为止的距离。
[0003]在以下的专利文献1中记载有通过以旋转轴为中心使扫描单元旋转来使光进行扫描的传感器。作为具体的结构例，扫描单元向与旋转轴垂直的方向发出光，接收由物体反射的光，计算到物体为止的距离。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2015
‑
81921号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]在上述结构中，由于光围绕旋转轴水平地进行扫描，因此例如在多关节机器人的动作区域为监视区域的情况下，在多关节机器人的侧方设置上述传感器。由此，多关节机器人的周围被光扫描，探测有无人的接近。然而，在这样将传感器设置在多关节机器人的侧方的情况下，在旋转轴周围的一部分的扫描范围内，光被多关节机器人遮挡。因此，在该扫描范围内，无法适当地探测人的接近。
[0009]鉴于上述课题，本专利技术的目的在于提供一种能够更可靠地探测人等物体进入到监视区域的激光雷达。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本专利技术的主要方式涉及激光雷达。本方式所涉及的激光雷达具备：投射部，从光源射出的激光向与旋转轴呈锐角的方向投射；受光部，使物体对所述激光的反射光聚光于光检测器；旋转部，使所述投射部以及所述受光部相对于所述旋转轴旋转而形成圆锥面状的物体探测面；以及控制器，探测物体对三维状的监视区域的侵入。所述物体探测面被设定为朝向所述监视区域而扩展，所述控制器将与所述监视区域对应的探测范围设定于所述物体探测面，通过基于所述激光的发光以及所述反射光的受光而检测出的所述物体探测面上的所述物体的位置包含于所述探测范围，来探测物体侵入到所述监视区域。
[0012]根据本方式所涉及的激光雷达，由于以朝向监视区域扩展的方式设定物体探测面，因此伴随着旋转部的旋转而沿物体探测面扫描的激光难以被监视区域内的设备等遮挡。因此，能够更可靠地探测人等物体进入到监视区域。
[0013]此外，控制器通过将物体探测面上的物体的位置与对应于监视区域设定的探测范
围进行比较来探测物体的侵入，因此能够通过简单的处理来探测物体的侵入。即，控制器在探测到物体侵入时，在圆锥面状的物体探测面上二维地将周向的角度(旋转部的旋转位置)以及母线方向的距离(与发光和受光的时间差相应的距离)这两个参数与探测范围进行比较即可。因此，与在包含监视区域的三维空间中对物体的坐标位置和监视区域的坐标区域进行三维比较的情况相比，能够显著简化物体对监视区域的侵入的探测处理。
[0014]专利技术效果
[0015]如上所述，根据本专利技术，能够提供一种能够更可靠地探测人等物体进入监视区域的激光雷达。
[0016]本专利技术的效果和意义通过以下所示的实施方式的说明进一步明确。但是，以下所示的实施方式只不过是实施本专利技术时的一个例示，本专利技术完全不限于以下的实施方式所记载的内容。
附图说明
[0017]图1是用于说明实施方式所涉及的激光雷达的组装的立体图。
[0018]图2是表示实施方式所涉及的除了罩之外的部分的组装完成的状态的激光雷达的结构的立体图。
[0019]图3是表示实施方式所涉及的装配有罩的状态的激光雷达的结构的立体图。
[0020]图4是表示实施方式所涉及的激光雷达的结构的剖视图。
[0021]图5是表示实施方式所涉及的光学单元的光学系统的结构的立体图。
[0022]图6是表示实施方式所涉及的光学单元的光学系统的结构的侧视图。
[0023]图7的(a)是在Z轴负方向上观察实施方式所涉及的激光雷达的情况的俯视图。图7的(b)是表示实施方式所涉及的各光学单元定位于旋转轴的X轴正侧时的各光学单元的投射光的投射角度的示意图。
[0024]图8是表示实施方式所涉及的激光雷达的结构的电路框图。
[0025]图9的(a)是示意性地表示实施方式所涉及的机器人、监视区域以及接近机器人的人的立体图。
[0026]图10的(a)是概念性地表示实施方式所涉及的物体探测面以及探测范围的立体图。图10的(b)是概念性地表示将实施方式所涉及的物体探测面以及探测范围在通过旋转轴的X
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Z平面切断后的截面中位于比旋转轴更靠X轴正侧的位置的截面的侧视图。
[0027]图11的(a)～(f)是示意性地表示实施方式所涉及的物体探测面和探测范围的图。
[0028]图12的(a)～(f)是示意性地表示实施方式所涉及的物体探测面和探测范围的图。
[0029]图13是表示实施方式所涉及的激光雷达的物体探测处理的流程图。
[0030]图14的(a)、(b)是示意性地表示比较例所涉及的投射部以及受光部的组为1组的情况的侵入探测的侧视图。
[0031]图15的(a)是概念性地表示变更例所涉及的物体探测面以及探测范围的立体图。图15的(b)是概念性地表示将变更例所涉及的物体探测面以及探测范围在通过旋转轴的X
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Z平面切断后的截面中位于比旋转轴更靠X轴正侧的位置的截面的侧视图。
[0032]图16的(a)～(f)是示意性地表示变更例所涉及的物体探测面和探测范围的图。
[0033]图17的(a)～(f)是示意性地表示变更例所涉及的物体探测面和探测范围的图。
[0034]图18是表示变更例所涉及的激光雷达的物体探测处理的流程图。
[0035]图19的(a)、(b)是示意性地表示其他变更例所涉及的从Z轴负方向观察到的监视区域以及投射光的俯视图。
[0036]但是，附图仅用于说明，并不限定本专利技术的范围。
具体实施方式
[0037]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。为了方便起见，在各图中标注有相互正交的X、Y、Z轴。Z轴正方向是激光雷达1的高度方向。
[0038]图1是用于说明激光雷达1的组装的立体图。图2是表示除了罩70以外的部分的组装完成的状态的激光雷达1的结构的立体图。图3是表示装配有罩70的状态的激光雷达1的结构的立体图。
[0039]如图1所示，激光雷达1具备：圆柱形状的固定部10；基座构件20，能够旋转地配置于固定部10；圆盘构件30，设置于基座构件20的下表面；以及光学单元40，设置于基座构件20以及圆盘构件30。图1是从斜下方仰视激光雷达1的图。Z轴正方向是向上方向，Y轴正方向是进深方向。
[0040]基座构件20设置于在固定部10设置的马达13(参照图4)的驱动轴13a。基座构件20通过驱动轴13a的驱动，以与Z轴方向平行的旋转轴R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光雷达，其特征在于，具备：投射部，将从光源射出的激光向与旋转轴呈锐角的方向投射；受光部，使物体对所述激光的反射光聚光于光检测器；旋转部，使所述投射部以及所述受光部相对于所述旋转轴旋转而形成圆锥面状的物体探测面；以及控制器，探测物体对三维状的监视区域的侵入，所述物体探测面被设定为朝向所述监视区域而扩展，所述控制器将与所述监视区域对应的探测范围设定于所述物体探测面，通过基于所述激光的发光以及所述反射光的受光而检测出的所述物体探测面上的所述物体的位置包含于所述探测范围，来探测物体侵入到所述监视区域。2.根据权利要求1所述的激光雷达，其中，配置多个所述投射部以及所述受光部的组，各所述组的所述激光的投射方向相对于所述旋转轴的角度互不相同。3.根据权利要求2所述的激光雷达，其中，所述控制器对由各所述组形成的所述物体探测面设定与所述监视区域对应的探测范围，针对每个所述组，执行探测物体对所述监视区域的侵入的处理。4.根据权利要求2或3所述的激光雷达，其中，所述各组的投射部具备对所述激光进行反射的反射镜，通过使所述反射镜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：加纳康行，福田辽，荒井昭浩，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：