[发明专利]周围环境识别装置、使用其的自主移动系统以及周围环境识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于根据对作为对象的周围环境的距离进行了测量的数据来正确地识别该测量范围所包括的地面和障碍物或台阶等区域的周围环境识别装置、使用该周围环境识别装置的自主移动系统以及周围环境识别方法。

背景技术

在机器人或无人搬运车等自主移动系统中，需要在移动时检测位于前方的障碍物或台阶、防止碰撞或滚落。为了检测这样的障碍物或台阶，正在开发使用传感器的周围环境识别装置。

在用于这种用途的传感器中，存在激光测距仪(LRF)或距离图像传感器。

激光测距仪是一边对测量对象物投射激光一边进行角度扫描、通过检测其反射光来测量到对象物的距离的结构。虽得到比较高的测量精度，但角度扫描通常是一个方向，因此通过1次测量仅得到1维的距离分布信息。为了得到2维的距离分布，需要设法并排配置多个激光测距仪来测量、或者一边机械地移动一边测量多次等。

在距离图像传感器中，根据距离的测量方法存在图案光照射方式、TOF(TimeOfFlight：飞行时间)方式、立体方式等几种方式，其特征均是针对摄像元件的视野范围内的测量对象物输出用像素的浓淡表现距离信息的距离图像，可通过测量一次得到2维的距离信息。因而，适于用作迅速地取得到存在于周围的物体的距离、识别它们是否是障碍物或台阶的周围环境识别装置的传感器。

在专利文献1(特开2006－260105号公报)所示的自主移动系统中，使用以将行进方向的前方下方作为视野范围的方式安装的距离图像传感器，来检测存在于前方的行走面上的凸状的障碍物和凹状的台阶的有无。而且，在对距离图像进行了坐标变换后，用2个不同的阈值实现2值化，由此辨别这些障碍物和台阶的形状是斜坡状还是阶梯状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2006－260105号公报

专利文献2：特开2010－287029号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1所示的自主移动系统中，在由于距离图像传感器的配置而在台阶的一部分存在死角的情况下，存在无法正确地检测该台阶的边界的课题。因此，当使自主移动系统快速盘转或者快速前进等时，来不及进行回避台阶的动作，因此存在自主移动系统在台阶处滚落的危险。另外，随着自主移动系统朝向台阶移动，检测为台阶的位置会发生变化，因此无法进行将台阶位置作为目标的行走控制或地图上的自己位置识别，使得使用自主移动系统的作业效率有可能降低。

本发明是鉴于上述现有问题而完成的，提供通过可靠且准确地检测存在于周围环境的台阶来提高安全性、进而提高作业效率的周围环境识别装置、使用该周围环境识别装置的自主移动系统以及周围环境识别方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的周围环境识别装置的特征在于，具备：

距离传感器；

凹部辨别部，其基于从上述距离传感器得到的距离数据，至少辨别比地面低的凹状区域；

俯视图数据作成部，其将上述距离数据以上述地面为基准进行坐标变换后作成俯视图数据；以及

校正处理部，其在上述俯视图数据内校正由于上述距离传感器的死角而产生的凹状区域与该凹状区域以外的区域的边界的位置偏差。

在1个实施方式中，

上述校正处理部在上述俯视图数据中基于由上述凹部辨别部辨别的数据是否按特定的顺序排列来确定可否校正上述边界位置的偏差。

在1个实施方式中，

上述校正处理部基于上述距离传感器的安装角度、上述凹状区域的深度信息、以及上述凹状区域的距离数据来计算上述距离传感器的死角的大小，确定对凹状区域的校正量。

本发明的自主移动系统的特征在于，

具备上述周围环境识别装置，其一边识别行进方向前方的可移动区域一边移动。

本发明的周围环境识别方法的特征在于，

通过朝向斜前下方配置的距离传感器测量地面并生成地面基准的3维坐标数据，

基于该3维坐标数据辨别地面区域和比上述地面低的凹状区域，进行3维坐标数据的标签附加，作成俯视图数据，

扫描上述俯视图数据，当上述标签按特定的顺序排列时，校正由于距离传感器的死角而产生的凹状区域与该凹状区域以外的区域的边界的位置偏差。

发明效果