测距系统及测距方法与流程

[0001]
本发明涉及测距系统及测距方法。


背景技术：

[0002]
为了确保对于机械手臂等可动式机械的人的安全性，有在人靠近可动式机械的情况下进行使可动式机械停止等控制的系统(例如，参照专利文献1)。
[0003]
现有技术文献
[0004]
专利文献
[0005]
专利文献1：日本特许第5283622号说明书


技术实现要素：

[0006]
发明要解决的课题
[0007]
在这样的系统中，在初始设定时或可动式机械移动时，需要传感器等的调整处理。
[0008]
所以，本发明的目的是提供一种能够使调整处理简略化的测距系统或测距方法。
[0009]
用来解决课题的手段
[0010]
有关本发明的一技术方案的测距系统包括：第1距离传感器；第2距离传感器，与上述第1距离传感器相比，检测范围比较小且分辨率较高；以及图像处理装置；上述图像处理装置具备：机械检测部，基于由上述第1距离传感器得到的第1传感器结果，检测可动式机械的位置；传感器控制部，控制上述第2距离传感器的检测位置，以对检测到的上述可动式机械的位置进行检测；以及控制部，基于由上述第2距离传感器得到的第2传感器结果，控制上述可动式机械。
[0011]
发明效果
[0012]
本发明能够提供能够使调整处理简略化的测距系统或测距方法。
附图说明
[0013]
图1是示意地表示有关实施方式1的测距系统的结构的图。
[0014]
图2是有关实施方式1的测距系统的框图。
[0015]
图3是有关实施方式1的测距系统的调整处理的流程图。
[0016]
图4是有关实施方式1的测距系统的安全判定处理的流程图。
[0017]
图5是有关实施方式2的测距系统的框图。
[0018]
图6是有关实施方式2的测距系统的安全判定处理的流程图。
[0019]
图7是有关实施方式3的测距系统的框图。
[0020]
图8是有关实施方式3的测距系统的安全判定处理的流程图。
[0021]
图9是有关实施方式4的测距系统的框图。
[0022]
图10是有关实施方式4的测距系统的安全判定处理的流程图。
[0023]
图11是示意地表示有关实施方式5的测距系统的结构的图。
[0024]
图12是表示有关实施方式5的测距系统的各区的图。
[0025]
图13是有关实施方式5的测距系统的框图。
[0026]
图14是有关实施方式5的测距系统的调整处理的流程图。
[0027]
图15是有关实施方式6的测距系统的框图。
[0028]
图16是表示有关实施方式6的测距系统的概略结构的图。
[0029]
图17是表示有关实施方式6的测距系统的设置模式时的动作的流程图。
[0030]
图18是表示有关实施方式6的测距系统的通常模式时的动作的流程图。
具体实施方式
[0031]
有关本发明的一技术方案的测距系统包括：第1距离传感器；第2距离传感器，与上述第1距离传感器相比，检测范围较小且分辨率较高；以及图像处理装置；上述图像处理装置具备：机械检测部，基于由上述第1距离传感器得到的第1传感器结果，检测可动式机械的位置；传感器控制部，控制上述第2距离传感器的检测位置，以对检测到的上述可动式机械的位置进行检测；以及控制部，基于由上述第2距离传感器得到的第2传感器结果，控制上述可动式机械。
[0032]
由此，该测距系统能够使用第1距离传感器的传感器结果自动地调整第2距离传感器的检测位置。因此，例如能够使在初始设定时或可动式机械移动时进行的调整处理简略化。
[0033]
例如，也可以是，上述控制部基于上述第2传感器结果，检测上述可动式机械与人之间的第1距离，在上述第1距离小于预先设定的第1值的情况下，变更上述可动式机械的动作。
[0034]
由此，该测距系统通过在人靠近可动式机械时控制可动式机械，能够提高人的安全性。
[0035]
例如，也可以是，上述控制部在上述第1距离小于上述第1值的情况下，(i)将上述可动式机械停止，(ii)将上述可动式机械减速，或者(iii)变更上述可动式机械的可动范围。
[0036]
由此，该测距系统能够提高人靠近可动式机械时的人的安全性。
[0037]
例如，也可以是，上述控制部基于上述第1传感器结果及上述第2传感器结果，检测上述第1距离。
[0038]
由此，能够提高可动式机械及人的检测精度。
[0039]
例如，也可以是，上述控制部基于上述第1传感器结果的可靠度和上述第2传感器结果的可靠度，选择上述第1传感器结果及上述第2传感器结果中的一方，基于所选择的传感器结果，检测上述第1距离。
[0040]
例如，也可以是，上述控制部基于上述第1传感器结果，检测上述可动式机械与上述人之间的第2距离，基于上述第1距离及上述第2距离，变更上述可动式机械的动作。
[0041]
由此，能够提高判定的精度。
[0042]
例如，也可以是，上述控制部基于多个帧的第2传感器结果，预测上述人的移动方向，基于上述第1距离和所预测的上述人的移动方向，变更上述可动式机械的动作。
[0043]
由此，能够提高判定的精度。
[0044]
例如，也可以是，上述控制部基于多个帧的第2传感器结果，预测上述可动式机械的移动方向，基于上述第1距离和所预测的上述可动式机械的移动方向，变更上述可动式机械的动作。
[0045]
由此，能够提高判定的精度。
[0046]
例如，也可以是，上述控制部基于上述可动式机械的控制信息，修正上述第1距离，基于修正后的上述第1距离，变更上述可动式机械的动作。
[0047]
由此，能够提高判定的精度。
[0048]
例如，也可以是，上述图像处理装置还具备运动体检测部，该运动体检测部基于上述第1传感器结果，检测运动体的位置；上述传感器控制部基于检测到的上述可动式机械的位置和检测到的上述运动体的位置，控制上述第2距离传感器的检测位置。
[0049]
由此，能够根据人的位置来控制第2距离传感器的检测位置，所以能够较早地检测人。
[0050]
例如，也可以是，上述机械检测部基于上述第1传感器结果，检测能够移动的上述可动式机械的位置。
[0051]
例如，也可以是，上述测距系统还包括灯，该灯向距上述可动式机械的距离小于上述第1值的范围照射光。
[0052]
由此，能够使当人靠近了可动式机械时检测到的区域可视化。由此，例如，能够使第1距离传感器或第2距离传感器的调整容易化。
[0053]
例如，也可以是，在运动体进入到上述第1传感器的检测范围内的情况下，上述灯向上述范围照射光。
[0054]
由此，例如能够抑制人靠近可动式机械，所以能够抑制可动式机械的工作率下降。
[0055]
有关本发明的一技术方案的测距方法包括：机械检测步骤，基于由第1距离传感器得到的第1传感器结果，检测可动式机械的位置；传感器控制步骤，控制第2距离传感器的检测位置，以对检测到的上述可动式机械的位置进行检测，上述第2距离传感器与上述第1距离传感器相比，检测范围较小且分辨率较高；以及控制步骤，基于由上述第2距离传感器得到的第2传感器结果，控制上述可动式机械。
[0056]
由此，该测距方法能够使用第1距离传感器的传感器结果自动地调整第2距离传感器的检测位置。因此，例如能够使在初始设定时或可动式机械移动时进行的调整处理简略化。
[0057]
另外，这些包含性或具体的技术方案也可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的cd－rom等的记录介质实现，也可以由系统、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意的组合来实现。
[0058]
以下，参照附图对实施方式具体地进行说明。另外，以下说明的实施方式都表示本发明的一具体例。在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，不是限定本发明的意思。此外，关于以下的实施方式的构成要素中的、在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素进行说明。
[0059]
(实施方式1)
[0060]
有关本实施方式的测距系统使用检测范围大的第1距离传感器的传感器结果，自
动地调整虽然是高精度但检测范围较小的第2距离传感器的检测位置。由此，能够使在可动式机械移动了时进行的调整处理简略化。
[0061]
首先，说明有关本实施方式的测距系统100的概略结构。图1是表示测距系统100的概略结构的图。测距系统100包括可动式机械101、第1距离传感器102及第2距离传感器103。
[0062]
可动式机械101是机械手臂等的机器人。此外，可动式机械101能够移动。例如，可动式机械101具有台车部，通过由人104推可动式机械101，该可动式机械101移动。另外，可动式机械101也可以具有移动机构，对应于直接或远程操作等而自立移动。
[0063]
第1距离传感器102及第2距离传感器103是对检测范围内的对象物的距离进行检测的传感器，例如被固定设置。此外，第2距离传感器103与第1距离传感器102相比，检测范围较小但精度较高。精度例如指的是分辨率，具体而言，是指空间分辨率及时间分辨率(帧速率)中的至少一方。此外，空间分辨率是指距离方向的分辨率(解析力)及平面方向的分辨率中的至少一方。
[0064]
第1距离传感器102例如是三维lidar(light detection and ranging：激光雷达)传感器。第2距离传感器103例如是tof(time of flight：飞行时间)传感器。此外，第2距离传感器103具备云台107和被设置在云台107之上的传感器部108，能够通过云台107进行横摇(pan)、纵摇(tilt)及变焦距动作。由此，第2距离传感器103能够变更检测范围。
[0065]
另外，第1距离传感器102及第2距离传感器103的传感器类别并不限定于该组合，只要第1距离传感器102检测范围比第2距离传感器103大、并且第2距离传感器103是精度比第1距离传感器102高的传感器就可以。
[0066]
此外，测距系统100检测人104接近了可动式机械101的情况。例如，测距系统100使用高精度的第2距离传感器103的传感器结果，检测人104是否闯入了包括可动式机械101的限制区105内。当检测到人104在限制区105中的情况下，测距系统100限制或停止可动式机械101的动作。由此，能够提高人104的安全性。
[0067]
另一方面，由于第2距离传感器103检测范围较小，所以在可动式机械101移动了的情况下，有可动式机械101从第2距离传感器103的检测范围偏离的情况。在这样的情况下，需要调整第2距离传感器103的检测范围。
[0068]
在本实施方式中，使用能够检测大范围的第1距离传感器102的传感器结果，调整第2距离传感器103的检测范围。由此，能够自动地进行上述调整。
[0069]
以下，对该测距系统100的详细情况进行说明。图2是测距系统100的框图。如图2所示，测距系统100还具备机械控制部106和图像处理装置110。
[0070]
图像处理装置110具备距离图像生成部111、机械检测部112、传感器控制部113、距离图像生成部114和安全检测部115。
[0071]
距离图像生成部111根据由第1距离传感器102得到的第1传感器结果131生成第1距离图像132。机械检测部112基于第1距离图像132，检测可动式机械101的位置(三维位置)。
[0072]
传感器控制部113基于由机械检测部112检测到的可动式机械101的位置，控制第2距离传感器103的检测位置(检测范围)。具体而言，传感器控制部113控制第2距离传感器103的检测位置，以对检测到的可动式机械101的位置进行检测。例如，传感器控制部113控制第2距离传感器103，以使可动式机械101的位置包含于第2距离传感器103的检测范围中。
[0073]
距离图像生成部114根据由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133生成第2距离图像134。
[0074]
安全检测部115基于由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133，经由机械控制部106对可动式机械101进行控制。具体而言，安全检测部115基于第2传感器结果133，检测可动式机械101和人104之间的第1距离，在第1距离小于预先设定的第1值的情况下，将可动式机械101的动作变更。例如，安全检测部115在第1距离小于第1值的情况下，(i)将可动式机械101停止，(ii)将可动式机械101减速，或(iii)变更(缩小)可动式机械101的可动范围。这里，第1值是为了预防可动式机械101与人104碰撞或接触所需要的距离。
[0075]
该安全检测部115具备机械检测部121、人检测部122和安全判定部123。机械检测部121使用第2距离图像134检测可动式机械101的位置(三维位置)。人检测部122使用第2距离图像134检测人104的位置(三维位置)。
[0076]
安全判定部123基于检测到的可动式机械101的位置及人104的位置判定安全性。具体而言，安全判定部123基于可动式机械101的位置及人104的位置，检测可动式机械101与人104之间的第1距离。安全判定部123在检测出的第1距离小于预先设定的第1值的情况下，判定为不安全。此外，安全判定部123在判定为不安全的情况下，经由机械控制部106对可动式机械101的动作进行控制。
[0077]
以下，说明测距系统100的动作。测距系统100的动作包括基于第1距离传感器102的第1传感器结果131变更第2距离传感器103的检测位置的调整处理、和基于调整后的第2距离传感器103的第2传感器结果133判定安全性的安全判定处理。
[0078]
首先，对调整处理进行说明。图3是有关本实施方式的调整处理的流程图。另外，图3所示的处理也可以以规定的间隔定期地进行，也可以基于任意的触发来进行。任意的触发是指由操作者进行的操作或可动式机械101的移动的检测等。
[0079]
首先，图像处理装置110取得由第1距离传感器102得到的第1传感器结果131(s101)。接着，距离图像生成部111使用第1传感器结果131生成第1距离图像132(s102)。接着，机械检测部112基于第1距离图像132，检测可动式机械101的位置(s103)。例如，可动式机械101的特定部分被进行了标记，机械检测部112检测该标记，将检测到的三维位置作为可动式机械101的位置。
[0080]
接着，传感器控制部113基于由机械检测部112检测到的可动式机械101的位置，控制第2距离传感器103的检测位置(检测范围)(s104)。具体而言，传感器控制部113控制第2距离传感器103的云台107，以对检测到的可动式机械101的位置进行检测。
[0081]
通过以上，测距系统100在可动式机械101移动了的情况下，能够变更第2距离传感器103的朝向，以检测移动目的地的位置。由此，能够使调整处理简略化。具体而言，用户不用进行第2距离传感器103的重新安设或朝向的变更就能够继续进行安全性检测。
[0082]
接着，对基于调整后的第2距离传感器103的第2传感器结果133判定安全性的安全判定处理进行说明。图4是有关本实施方式的安全判定处理的流程图。
[0083]
首先，图像处理装置110取得由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133(s111)。接着，距离图像生成部114根据由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133生成第2距离图像134(s112)。
[0084]
接着，人检测部122使用第2距离图像134检测人104的位置(s113)。另外，作为根据
距离图像来检测人的位置的方法，可以使用任意的周知技术。
[0085]
接着，机械检测部121使用第2距离图像134检测可动式机械101的位置(s114)。例如，机械检测部121使用与机械检测部112同样的方法。即，可动式机械101的特定部分被进行了标记，机械检测部121检测该标记，将检测到的三维位置作为可动式机械101的位置。
[0086]
另外，步骤s113和步骤s114的处理顺序可以是任意的，也可以将一部分或全部并行地进行。
[0087]
接着，安全判定部123基于检测到的可动式机械101的位置及人104的位置判定安全性(s115)。具体而言，安全判定部123基于可动式机械101的位置及人104的位置，检测可动式机械101与人104之间的第1距离。安全判定部123在检测到的第1距离小于预先设定的第1值的情况下，判定为不安全。安全判定部123在可动式机械101与人104之间的第1距离是预先设定的第1值以上的情况下，判定为安全的。
[0088]
安全判定部123在判定为不安全的情况下(s115中否)，经由机械控制部106对可动式机械101的动作进行控制(s116)。具体而言，安全检测部115(i)将可动式机械101停止，(ii)将可动式机械101减速，或(iii)变更(缩小)可动式机械101的可动范围。另一方面，安全判定部123在判定为安全的情况下(s115中是)，不对可动式机械101的动作进行控制，结束处理。
[0089]
另外，这里进行是否安全的两个阶段的判定，但也可以进行3个阶段以上的判定。即，也可以是，可动式机械101与人104之间的距离越近，则安全判定部123判定为安全性越低。在此情况下，安全判定部123例如在人104靠近了可动式机械101的情况下，将可动式机械101减速，在更靠近的情况下，将可动式机械101停止。或者，也可以是，人104越靠近可动式机械101，则安全判定部123可以将可动式机械101越减速，也可以将可动范围越缩小，也可以将它们组合。
[0090]
根据以上，通过检测人104靠近了可动式机械101的情况，能够提高安全性。此外，通过使用高精度的第2距离传感器103的第2传感器结果133，能够高精度地进行该检测。
[0091]
(实施方式2)
[0092]
在本实施方式中，对上述实施方式1的变形例进行说明。另外，在以下的实施方式中，主要说明与之前的实施方式的差异点，有将重复的说明省略的情况。
[0093]
图5是表示有关本实施方式的测距系统100a的结构的框图。该测距系统100a中，图像处理装置110a所具备的安全检测部115a的功能与图2所示的安全检测部115不同。具体而言，安全检测部115a还具备距离图像修正部124。
[0094]
安全检测部115a基于第1传感器结果131及第2传感器结果133，检测可动式机械101与人104之间的第1距离。例如，安全检测部115a基于第1传感器结果131的可靠度和第2传感器结果133的可靠度，选择第1传感器结果131及第2传感器结果133中的一方，基于所选择的传感器结果，检测第1距离。
[0095]
具体而言，距离图像修正部124根据第1距离图像132及第2距离图像134，生成第3距离图像135。
[0096]
图6是有关本实施方式的安全判定处理的流程图。首先，图像处理装置110a取得由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133(s111)。接着，距离图像生成部114根据由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133生成第2距离图像134(s112)。此外，图像处理装置
110a取得由第1距离传感器102得到的第1传感器结果131(s121)。接着，距离图像生成部111根据由第1距离传感器得到的第1传感器结果131，生成第1距离图像132(s122)。
[0097]
另外，步骤s111及s112的组和步骤s121及s122的组的处理顺序可以是任意的，也可以将一部分或全部并行地进行。
[0098]
接着，距离图像修正部124根据第1距离图像132及第2距离图像134生成第3距离图像135(s123)。具体而言，距离图像修正部124通过按第1距离图像132及第2距离图像134的每个像素选择可靠度高的图像的像素，来生成第3距离图像135。可靠度例如是指静止物体的帧间的像素值(距离)的偏差，偏差越小则可靠度越高。或者，可靠度也可以是相邻像素间的像素值的差，差越小则可靠度越高。或者，可靠度也可以是基于它们的组合的值。此外，由于与第1距离图像132相比，第2距离图像134的精度更高，所以也可以将各像素的可靠度设定为，使得第2距离图像134更容易被选择。此外，距离图像修正部124也可以不是选择第1距离图像132及第2距离图像134中的一方的像素值，而是使用两者的像素值来生成第3距离图像135的像素值。例如，距离图像修正部124也可以通过基于可靠度的加权相加平均来计算第3距离图像135的像素值。
[0099]
接着，人检测部122使用第3距离图像135检测人104的位置(s113a)。接着，机械检测部121使用第3距离图像135检测可动式机械101的位置(s114a)。另外，这些处理除了所使用的距离图像从第2距离图像134变更为第3距离图像135这一点以外，与图4所示的步骤s113及s114是同样的。另外，步骤s113a和步骤s114a的处理顺序可以是任意的，也可以将一部分或全部并行地进行。
[0100]
接着，安全判定部123基于检测到的可动式机械101的位置及人104的位置来判定安全性(s115)。另外，以后的处理与图4是同样的。
[0101]
根据以上，在本实施方式中，除了第2距离传感器103的第2传感器结果133以外还使用第1距离传感器102的第1传感器结果131，由此能够提高安全性的判定的精度。
[0102]
(实施方式3)
[0103]
图7是表示有关本实施方式的测距系统100b的结构的框图。在测距系统100b中，图像处理装置110b还具备运动体检测部116。此外，安全检测部115b具备的安全判定部123b的功能与图2所示的安全判定部123不同。
[0104]
安全检测部115b还基于第1传感器结果131，检测可动式机械101与人104之间的第2距离。安全检测部115b根据基于第2传感器结果133的第1距离和基于第1传感器结果131的第2距离，变更可动式机械101的动作。
[0105]
具体而言，运动体检测部116基于第1距离图像132，检测运动体(人)的位置(三维位置)。
[0106]
安全判定部123b除了由机械检测部121及人检测部122检测到的可动式机械101及人104的位置以外，还使用由机械检测部112及运动体检测部116检测到的可动式机械101及人104的位置来判定安全性。
[0107]
图8是有关本实施方式的安全判定处理的流程图。图8所示的步骤s111～s115的处理与图4所示的步骤s111～s115的处理是同样的。即，图像处理装置110b取得由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133(s111)。接着，距离图像生成部114根据由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133，生成第2距离图像134(s112)。接着，人检测部122使用第2距
离图像134检测人104的位置(s113)。此外，机械检测部121使用第2距离图像134检测可动式机械101的位置(s114)。接着，安全判定部123b基于检测到的可动式机械101的位置及人104的位置来判定安全性(s115)。例如，安全判定部123b在可动式机械101与人104之间的第1距离小于预先设定的第1值的情况下，判定为不安全。安全判定部123b在可动式机械101与人104之间的第1距离是预先设定的第1值以上的情况下，判定为安全。
[0108]
此外，图像处理装置110b取得由第1距离传感器102得到的第1传感器结果131(s131)。接着，距离图像生成部111根据由第1距离传感器得到的第1传感器结果131生成第1距离图像132(s132)。
[0109]
接着，运动体检测部116使用第1距离图像132检测运动体(人)的位置(s133)。此外，机械检测部112使用第1距离图像132检测可动式机械101的位置(s134)。接着，安全判定部123b基于检测到的可动式机械101的位置及运动体(人104)的位置判定安全性(s135)。另外，该判定的具体例例如是与步骤s115同样的。例如，安全判定部123b在可动式机械101与运动体(人104)之间的第2距离小于预先设定的第2值的情况下，判定为不安全。安全判定部123b在可动式机械101与运动体(人104)之间的第2距离是预先设定的第2值以上的情况下，判定为安全。另外，第2值既可以与在步骤s115中使用的第1值相同，也可以不同。
[0110]
接着，安全判定部123b判定是否在步骤s115和步骤s135的两者中被判定为安全(s136)。安全判定部123b在步骤s115和步骤s135的至少一方中判定为不安全的情况下(s136中否)，经由机械控制部106对可动式机械101的动作进行控制(s116)。另外，该处理的详细情况例如与实施方式1是同样的。另一方面，安全判定部123b在步骤s115和步骤s135的两者中判定为安全的情况下(s136中是)，不对可动式机械101的动作进行控制而结束处理。
[0111]
如以上这样，在本实施方式中，除了第2传感器结果133以外，还使用第1传感器结果131进行安全性的判定。由此，能够提高该判定的精度。此外，在基于两个传感器结果的两个判定的至少一方中被判定为不安全的情况下，通过对可动式机械101的动作进行限制，能够提高安全性。
[0112]
另外，在上述说明中，叙述了在基于第2传感器结果133的判定和基于第1传感器结果131的判定的两者中判定为安全的情况下判定为安全的例子，但安全判定部123b也可以选择基于第2传感器结果133得到的可动式机械101与人104之间的第1距离和基于第1传感器结果131得到的可动式机械101与运动体(人104)之间的第2距离中的更短的距离，在所选择的距离是预先设定的值以上的情况下判定为安全，在不是那样的情况下判定为不安全。此外，安全判定部123b也可以不是选择第1距离和第2距离中的一方，而是通过对第1距离和第2距离进行运算(例如加权加法平均等)，来计算在判定中使用的第3距离。
[0113]
此外，在作为安全性而进行3个阶段以上的判定的情况下，安全判定部123b也可以基于安全性更低的判定结果，对可动式机械101的动作进行控制。
[0114]
(实施方式4)
[0115]
图9是表示有关本实施方式的测距系统100c的结构的框图。在测距系统100c中，图像处理装置110c还具备机械状态判定部117。此外，安全检测部115c还具备帧存储器125、机械移动预测部126和人移动预测部127。此外，安全判定部123c的功能与图2所示的安全判定部123不同。
[0116]
安全检测部115c还基于多个帧的第2传感器结果133，预测人的移动方向。安全检
测部115c基于可动式机械101与人104之间的第1距离和预测出的人的移动方向，变更可动式机械101的动作。
[0117]
此外，安全检测部115c基于多个帧的第2传感器结果133，对可动式机械101的移动方向进行预测。安全检测部115c基于可动式机械101与人104之间的第1距离和预测出的可动式机械101的移动方向，变更可动式机械101的动作。
[0118]
此外，安全检测部115c基于可动式机械101的控制信息，将可动式机械101与人104之间的第1距离进行修正，基于修正后的第1距离，变更可动式机械101的动作。
[0119]
具体而言，机械状态判定部117取得表示可动式机械101的当前的控制状态的控制信息。机械检测部121将检测到的可动式机械101的位置基于由机械状态判定部117取得的控制信息进行修正。更具体地讲，机械状态判定部117保持有表示与可动式机械101的控制状态各自对应的可动式机械101的位置的设定信息。例如，该设定信息表示各控制状态下的可动式机械101的各部分的位置。此外，如上述那样，基于第2距离图像134检测到的可动式机械101的位置例如是被标记的可动式机械101的特定部分的位置。因此，机械检测部121通过使用控制信息，能够以特定部分的位置为基准而计算各部分的位置。例如，机械检测部121计算最外侧的可动式机械101的位置作为修正后的位置。
[0120]
帧存储器125保持多个帧量的第2距离图像134。机械移动预测部126基于多个帧的第2距离图像134，对可动式机械101的移动方向进行预测。另外，机械移动预测部126也可以还基于由机械状态判定部117得到的控制状态来预测或修正可动式机械101的移动方向。人移动预测部127基于多个帧的第2距离图像134来预测人104的移动方向。
[0121]
安全判定部123c基于由机械检测部121得到的可动式机械101的位置、由人检测部122得到的人104的位置、由机械移动预测部126得到的可动式机械101的移动方向及由人移动预测部127得到的人104的移动方向来判定安全性。
[0122]
图10是有关本实施方式的安全判定处理的流程图。首先，图像处理装置110c取得由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133(s111)。接着，距离图像生成部114根据由第2距离传感器103得到的第2传感器结果133，生成第2距离图像134(s112)。接着，帧存储器125保存所生成的第2距离图像134(s141)。
[0123]
接着，机械状态判定部117取得可动式机械101的控制信息，基于所取得的控制信息，判定可动式机械101的控制状态(s142)。
[0124]
接着，人检测部122使用第2距离图像134检测人104的位置(s113)。此外，机械检测部121使用第2距离图像134检测可动式机械101的位置(s114c)。此时，机械检测部121基于在步骤s142中判定的控制状态，将检测到的可动式机械101的位置进行修正。
[0125]
接着，人移动预测部127基于保存在帧存储器125中的多个帧的第2距离图像134，预测人104的移动方向(s143)。具体而言，人移动预测部127基于多个帧间的第2距离图像134的差分，预测人104的移动方向及移动速度。
[0126]
接着，机械移动预测部126基于多个帧的第2距离图像134，预测可动式机械101的移动方向(s144)。具体而言，机械移动预测部126基于多个帧间的第2距离图像134的差分，预测可动式机械101的移动方向及移动速度。
[0127]
另外，步骤s142～s144的处理顺序是一例，也可以将一部分的处理的顺序替换，也可以将一部分的处理并行地进行。
[0128]
接着，安全判定部123c基于由机械检测部121得到的可动式机械101的位置、由人检测部122得到的人104的位置、由机械移动预测部126得到的可动式机械101的移动方向及移动速度、以及由人移动预测部127得到的人104的移动方向及移动速度，来判定安全性(s115c)。
[0129]
具体而言，安全判定部123c在可动式机械101与人104之间的第1距离小于预先设定的第1值的情况下，判定为不安全。安全判定部123b在可动式机械101与人104之间的第1距离是预先设定的第1值以上的情况下，判定为安全。
[0130]
此外，安全判定部123c进行考虑了可动式机械101及人的移动方向及移动速度的判定。具体而言，在可动式机械101的移动方向是朝向人104的方向的情况下，容易被判定为不安全，在可动式机械101的移动方向是远离人104的方向的情况下，容易被判定为安全。例如，安全判定部123c在可动式机械101的移动方向是朝向人104的方向的情况下，将第1值减小，在可动式机械101的移动方向是远离人104的方向的情况下，将第1值增大。此外，可动式机械101的移动速度越大，越增大该第1值的变化量。
[0131]
此外，在人104的移动方向是朝向可动式机械101的方向的情况下，容易判定为不安全，在人104的移动方向是远离可动式机械101的方向的情况下，容易被判定为安全。例如，安全判定部123c在人104的移动方向是朝向可动式机械101的方向的情况下，将第1值减小，在人104的移动方向是远离可动式机械101的方向的情况下，将第1值增大。此外，人104的移动速度越大，越增大该第1值的变化量。
[0132]
在步骤s115c中被判定为不安全的情况下(s115c中否)，安全判定部123c经由机械控制部106，对可动式机械101的动作进行控制(s116)。另外，该处理的详细情况例如与实施方式1是同样的。
[0133]
如以上这样，在本实施方式中，通过考虑人104及可动式机械101的移动方向及移动速度来判定安全性，能够提高安全性判定的精度。由此，能够提高安全性。此外，由于能够预测到可动式机械101的动作不必要地被限制，所以能够提高作业效率。
[0134]
另外，在上述说明中叙述了使用移动方向及移动速度这两者的例子，但也可以仅使用移动方向。
[0135]
(实施方式5)
[0136]
在上述实施方式中，说明了可动式机械101能够移动、在可动式机械101移动了时进行调整处理的情况。在本实施方式中，对在被固定的可动式机械101d中进行初始设定的情况进行说明。
[0137]
图11是表示有关本实施方式的测距系统100d的概略结构的图。测距系统100d包括被固定设置的可动式机械101d、第1距离传感器102及第2距离传感器103。
[0138]
图12是用来说明测距系统100d的动作的图，是表示被用于安全性判定的各区的图。图12所示的监视区是第1距离传感器102的检测范围，由第1距离传感器102检测监视区内的人104的位置。在人104闯入到图12所示的限制区内的情况下，可动式机械101d的动作被限制。例如，进行可动式机械101d的减速或可动范围的限制。此外，在人104闯入到图12所示的停止区内的情况下，可动式机械101d停止。限制区及停止区包含于第2距离传感器103的检测范围中。
[0139]
图13是表示有关本实施方式的测距系统100d的结构的框图。在测距系统100d中，
图像处理装置110d还具备运动体检测部116。此外，传感器控制部113d的功能与图2所示的传感器控制部113不同。
[0140]
运动体检测部116基于第1距离图像132，检测运动体(人)的位置(三维位置)。传感器控制部113d基于检测出的可动式机械101的位置和检测出的运动体的位置，对第2距离传感器103的检测位置进行控制。
[0141]
测距系统100d与有关实施方式1的测距系统100同样，进行调整处理(图3)及安全性判定处理(图4)。另外，在本实施方式中，由于可动式机械101d被固定设定，所以在初始设定时进行图3所示的调整处理。由此，在初始设定时，即使不正确地设定第2距离传感器103的方向等，也自动地调整第2距离传感器103的检测范围。因此，能够使初始设定时的调整处理简略化。
[0142]
此外，在本实施方式中，还进行图14所示的调整处理。以下，对该调整处理进行说明。图14所示的处理例如以规定的间隔被定期地进行。
[0143]
首先，图像处理装置110d取得由第1距离传感器102得到的第1传感器结果131(s151)。接着，距离图像生成部111根据由第1距离传感器得到的第1传感器结果131，生成第1距离图像132(s152)。接着，运动体检测部116使用第1距离图像132检测运动体(人)的位置(s153)。
[0144]
接着，传感器控制部113d基于由运动体检测部116检测到的运动体的位置，对第2距离传感器103的检测位置(检测范围)进行控制(s154)。具体而言，传感器控制部113d判定检测到的运动体的位置是否包含于第2距离传感器103的当前的检测范围中。传感器控制部113d在检测到的运动体的位置包含于第2距离传感器103的当前的检测范围中的情况下，不变更第2距离传感器103的检测范围而结束处理。另一方面，传感器控制部113d在检测到的运动体的位置不包含于第2距离传感器103的当前的检测范围中的情况下，将第2距离传感器103的检测范围向检测到的运动体的方向错移。或者，传感器控制部113d对第2距离传感器103进行控制，以使检测到的运动体的位置和可动式机械101d包含于第2距离传感器103的检测范围中。例如，传感器控制部113d控制第2距离传感器103的云台107。
[0145]
通过以上，在本实施方式中，能够使用第1距离传感器102的第1传感器结果131，将第2距离传感器103的检测范围向运动体(人104)存在的方向动态地错移。由此，能够较早地检测到人104向可动式机械101d的接近。
[0146]
此外，在本实施方式中，在将距离传感器后装到既有的系统中而提高安全性的情况下，不需要进行距离传感器的严密的对位及调整，能够通过简单的设置实现安全性检测功能的追加。此外，通过将第1距离传感器102与第2距离传感器103组合，能够进行大范围的人的存在检测和高精度的姿势检测。由此，能够将限制区及停止区优化，所以能够提高可动式机械101d的生产率。
[0147]
另外，这里以使用固定设置的可动式机械101d的情况为例进行了说明，但在使用可移动的可动式机械101的情况下也可以进行同样的处理。
[0148]
(实施方式6)
[0149]
在本实施方式中，对有关实施方式5的测距系统100d的变形例进行说明。另外，以下主要说明与实施方式5的不同点，将重复的说明省略。
[0150]
在本实施方式中，在设置用来检测可动式机械101d的周边的传感器(第1距离传感
器102及第2距离传感器103)时，将通常看不到的限制区及停止区通过简单的方法进行可视化。由此，用户能够容易地设置传感器。
[0151]
此外，通过在传感器的工作中进行限制区及停止区的可视化，能够将人闯入到限制区及停止区中的情况防止于未然。
[0152]
图15是表示有关本实施方式的测距系统100e的结构的框图。测距系统100e还具备灯161a及161b和出声部162。图像处理装置110e还具备模式控制部163、灯控制部164和出声控制部165。
[0153]
图16是表示有关本实施方式的测距系统100e的概略结构的图。如图16所示，灯161a向限制区照射光。灯161b向停止区照射光。
[0154]
出声部162是蜂鸣器或扬声器等，发出警告音或警告消息。
[0155]
模式控制部163切换用来进行传感器(第1距离传感器102及第2距离传感器103)的调整的设置模式和如上述那样检测人向可动式机械101d的接近的通常模式。例如，模式控制部163基于用户的操作，切换设置模式和通常模式。
[0156]
灯控制部164进行灯161a及161b的开启及关闭的切换、以及光的照射范围的控制。出声控制部165对出声部162的警告音等的出声进行控制。
[0157]
图17是表示由测距系统100e进行的设置模式时的动作的流程图。在设定模式中，灯161a及灯161b被开启(s161)。此时，如图16所示，灯161a及灯161b向限制区及停止区照射光。这里，限制区及停止区是距可动式机械101d的距离小于第1值的范围。此外，第1值如上述那样是用于安全性的判定的阈值，在可动式机械与人之间的第1距离小于第1值的情况下，判定为不安全。
[0158]
此外，灯161a及灯161b也可以照射相互不同颜色的光。即，也可以向限制区和停止区照射不同颜色的光。
[0159]
在此状态下，用户进行第1距离传感器102及第2距离传感器103的设置角度及方向等的调整(s162)。另外，该调整也可以基于用户的输入操作，由图像处理装置110e进行。
[0160]
如果调整完成，则灯控制部164将灯161a及161b关闭(s163)。此外，模式控制部163将动作模式从设置模式切换为通常模式(s164)。另外，例如基于用户操作来判定调整是否完成。
[0161]
另外，叙述了用户一边参照照射区一边调整传感器的例子，但也可以调整灯161a及161b的照射范围，根据调整后的照射范围来设定限制区及停止区。
[0162]
此外，灯161a及灯161b也可以被内置在第1距离传感器102或第2距离传感器103中。
[0163]
图18是表示测距系统100e的通常模式时的动作的流程图。
[0164]
首先，图像处理装置110e判定运动体(例如人104)是否进入到了监视区中(s171)。例如，该检测使用由运动体检测部116得到的检测结果。此外，监视区是第1距离传感器102的检测范围。另外，监视区并不需要与第1距离传感器102的检测范围一定一致，也可以是第1距离传感器102的检测范围的一部分区域。
[0165]
在运动体进入到监视区中的情况下(s171中是)，灯控制部164将灯161a及161b开启(s172)。此外，出声控制部165进行控制，以使出声部162输出警告音等(s173)。
[0166]
另外，运动体进入到限制区或停止区中的情况下的动作与实施方式5等是同样的。
即，在运动体进入到限制区中的情况下，可动式机械101d的动作被限制，在运动体进入到停止区中的情况下，可动式机械101d被停止。
[0167]
通过以上，在设置用来检测可动式机械101d的周边的传感器(第1距离传感器102及第2距离传感器103)时，能够使通常看不到的限制区及停止区可视化。由此，用户能够容易地设置传感器。
[0168]
此外，通过在传感器的工作中进行限制区及停止区的可视化，能够将人闯入到限制区及停止区中的情况防止于未然。由此，能够抑制可动式机械101d的工作率下降。
[0169]
另外，这里说明了对于实施方式5的结构添加结构的例子，但也可以对于其他实施方式的结构应用同样的方法。
[0170]
此外，在上述说明中，叙述了从不同的灯向限制区和停止区照射光的例子，但也可以从单一的灯对包括限制区及停止区的区域照射光。此外，也可以仅对限制区及停止区中的一方照射光。
[0171]
此外，在上述说明中，在运动体进入到监视区中的情况下，进行光的照射，但也可以总是进行光的照射。或者，也可以在运动体进入到限制区中的情况下，进行光的照射或警告音的输出等。
[0172]
以上，对有关本发明的实施方式的测距系统进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。
[0173]
例如，在上述实施方式中，说明了控制一个可动式机械101的情况下的动作，但测距系统也可以包括多个可动式机械101。在此情况下，也可以对于一个可动式机械101设置一个第1距离传感器102和第2距离传感器103，也可以对于多个可动式机械101使用共通的一个第1距离传感器102，并对于一个可动式机械101设置一个第2距离传感器103。
[0174]
此外，在上述有关实施方式的测距系统中包含的各处理部典型的是作为集成电路即lsi实现。它们既可以单独地1芯片化，也可以以包括一部分或全部的方式进行1芯片化。
[0175]
此外，集成电路化并不限于lsi，也可以由专用电路或通用处理器实现。也可以利用在lsi制造后能够编程的fpga(field programmable gate array)、或能够再构成lsi内部的电路单元的连接或设定的可重构处理器。
[0176]
此外，在上述各实施方式中，各构成要素也可以由专用的硬件构成，或通过执行适合于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过cpu或处理器等的程序执行部将记录在硬盘或半导体存储器等的记录介质中的软件程序读出并执行来实现。
[0177]
此外，本发明也可以作为测距系统中包含的装置实现。此外，本发明也可以作为由测距系统或测距系统中包含的装置执行的测距方法或控制方法等的各种方法实现。
[0178]
此外，框图中的功能块的划分是一例，也可以将多个功能块作为一个功能块实现，或将一个功能块划分为多个，或将一部分的功能转移到其他功能块。此外，也可以由单一的硬件或软件将具有类似功能的多个功能块的功能并行或分时地进行处理。
[0179]
此外，测距系统中包含的各装置的结构是一例，也可以将由一个装置执行的多个处理用多个装置划分而进行处理，也可以将由多个装置执行的多个处理用单一的装置执行。
[0180]
此外，流程图中的各步骤被执行的顺序是为了具体地说明本发明而用来例示的，也可以是上述以外的顺序。此外，也可以将上述步骤的一部分与其他步骤同时(并行)执行。
[0181]
以上，基于实施方式对有关一个或多个技术方案的测距系统进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式施以本领域技术人员想到的各种变形后的形态、将不同实施方式的构成要素组合而构建的形态也可以包含在一个或多个技术方案的范围内。
[0182]
产业上的可利用性
[0183]
本发明能够适用于测距系统，例如能够适用于使用产业用机器人等的系统。
[0184]
标号说明
[0185]
100、100a、100b、100c、100d、100e 测距系统
[0186]
101、101d 可动式机械
[0187]
102 第1距离传感器
[0188]
103 第2距离传感器
[0189]
104 人
[0190]
105 限制区
[0191]
106 机械控制部
[0192]
107 云台
[0193]
108 传感器部
[0194]
110、110a、110b、110c、110d、110e 图像处理装置
[0195]
111、114 距离图像生成部
[0196]
112、121 机械检测部
[0197]
113、113d 传感器控制部
[0198]
115、115a、115b、115c 安全检测部
[0199]
116 运动体检测部
[0200]
117 机械状态判定部
[0201]
122 人检测部
[0202]
123、123b、123c 安全判定部
[0203]
124 距离图像修正部
[0204]
125 帧存储器
[0205]
126 机械移动预测部
[0206]
127 人移动预测部
[0207]
131 第1传感器结果
[0208]
132 第1距离图像
[0209]
133 第2传感器结果
[0210]
134 第2距离图像
[0211]
135 第3距离图像
[0212]
161a、161b 灯
[0213]
162 出声部
[0214]
163 模式控制部
[0215]
164 灯控制部
[0216]
165 出声控制部