説明

レーザエリアセンサ

【課題】実際の設置場所や警戒目的などに合わせて誤検知を極力防止できる適切な警戒領域を簡単に設定できるとともに、さらに任意の警戒領域を容易に設定可能なレーザエリアセンサを提供する。
【解決手段】レーザ距離計110と、その測定方向を変えるスキャン機構120と、測定方向を変えながらレーザ距離計110による測定を周期的に行うことにより、検知エリアを形成するとともにその検知エリア内における方向毎の距離情報を時系列で取得する距離データ取得部130と、その距離情報の中から人体に対応すると推測される部分を抽出するとともに、抽出部分の時系列での移動状況に基づいて人体であるか否かを判定する人体判定部140と、警告出力制御部150と、メモリ160と、DIPスイッチ170とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば建物の敷地内への侵入者などを検知するレーザエリアセンサに関し、特に、レーザエリアセンサによる侵入者などの検知における信頼性を向上させたレーザエリアセンサに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、防犯装置の一つとして、マイクロ波を検知エリアに向けて送信し、検知エリア内に侵入者が存在する場合には、その侵入者からの反射波を受信して検知するマイクロウエーブセンサが知られている。
【0003】
また、マイクロ波の代わりに、レーザ光を光源としたレーザ距離計を使用して侵入者を検知するようにした「警備システム」も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
この「警備システム」は、光距離計の光を2次元スキャンさせるスキャン角度によって監視エリアを設定し、エリア内の侵入者を検知したとき、侵入者までの距離データおよび角度データを出力するセンサ部と、電動旋回台上に設置され、前記センサ部と連動して旋回する旋回カメラ部と、前記センサ部が前記距離データまたは前記角度データの変化を複数回連続して検出することにより侵入者の有無を検知するとともに、変化した前記センサ部からの前記距離データおよび前記角度データにより侵入者の位置を算出し、その位置データにより前記電動旋回台の前記旋回カメラ部を旋回させ、前記侵入者の画像データをモニタに表示させる機能を有する制御部と、を具備することを特徴とするものである。
【0005】
一方、防犯装置や警備システムとはやや異なるものの、レーザ光を使用して歩行者などを正確に識別可能な「エリアセンサによる物体識別方法」も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0006】
この「エリアセンサによる物体識別方法」は、歩行者を誘導する歩行エリアと該歩行エリアの周辺エリアとをカバーする検出範囲に、レーザ感知器によるエリアセンサによりパルスレーザ光を投射しながら走査して光の反射時間を計測し、物体が存在しない時の反射時間と物体が存在する時の反射時間との差を走査各点ごとに求めることにより物体の形状と、大きさと、走査ごとの物体の位置の変化によるベクトルとを演算し、その演算信号から、歩行エリアを誘導方向に移動する物体と、歩行エリアを横切る方向に移動する物体とを識別することを特徴とするものである。
【特許文献1】特許第3011121号公報
【特許文献2】特開2004−185363号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上述の特許文献1のような警備システムでは、センサ部が距離データまたは角度データの変化を複数回連続して検出することにより侵入者の有無を検知するような比較的簡単な構成であるため、例えば、風によって草木などが揺れたり、鳥や小動物などが進入したり、あるいはその他のノイズ要因などによって距離データや角度データが変化することで、誤って侵入者が存在すると検知してしまう場合もあった。
【0008】
また、上述の特許文献2のようなエリアセンサによる物体識別方法では、上記の特許文献1の技術より人体検知自体の信頼性は向上しているものの、人体検知を行うべき領域を予め定めて設定しておく必要があり、実際の設置場所や警戒目的などに合わせて適切な警戒領域を簡単に設定できるものではなかった。
【0009】
従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、実際の設置場所や警戒目的などに合わせて誤検知を極力防止できる適切な警戒領域を簡単に設定できるとともに、さらに任意の警戒領域を容易に設定可能なレーザエリアセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明のレーザエリアセンサは、レーザ光を出射してその方向に存在する物体からの反射光が戻ってくるまでの時間からその物体までの距離を測定するレーザ距離計と、このレーザ距離計による測定方向を変える走査機構部と、この走査機構部によって測定方向を変えながら前記レーザ距離計による測定を周期的に行うことにより、検知エリアを形成するとともにその検知エリア内における方向毎の距離情報を時系列で取得する距離情報取得部と、この距離情報取得部によって取得された距離情報の中から人体に対応すると推測される部分を抽出するとともに、そうして抽出された部分の時系列での移動状況に基づいて人体であるか否かを判定する人体判定部と、この人体判定部によって人体が存在していると判定された場合に人体検知信号を出力する人体検知信号出力部とを備えていることを特徴とする。
【0011】
このような構成のレーザエリアセンサによれば、検知エリア内の空間分解能をかなり高くできる上に時系列で距離データが取得されるので、それに基づいて対象物の位置、大きさ、形状などをかなり正確に識別し、それが人体か否かなどの判定を的確にすることが可能である。また、検知エリア内に複数の人体が存在する場合であっても、それらを個別に識別することも可能である。
【0012】
また、本発明のレーザエリアセンサにおいて、通常時の測定距離が前記レーザ距離計の最大検知距離より短い一定距離を示す方向については、その一定距離が検知エリア境界面に対応すると認識して検知エリア情報として記憶するエリア記憶部をさらに備え、前記人体判定部は、前記エリア記憶部に記憶された前記検知エリア情報に基づき、方向毎に前記最大検知距離と前記検知エリア境界面までの距離との短い方で定まる第1領域内の人体を判定対象とする第1動作モードを有するようにしてもよい。
【0013】
このような構成のレーザエリアセンサによれば、距離測定方向によっては建物壁面などによってレーザ光が物理的に遮られて最大検知距離が実質的に制限されてしまう場合に、実際に有効な検知エリア内の人体のみについて存在するか否かの判定を行うことができる。
【0014】
また、本発明のレーザエリアセンサにおいて、前記人体判定部は、前記エリア記憶部に記憶された前記検知エリア情報に基づき、前記第1領域から前記検知エリア境界面に沿った第1所定幅の第1帯状領域を除外した残りの第2領域内の人体を判定対象とする第2動作モードを有するようにしてもよい。
【0015】
ここで、前記第1動作モードと前記第2動作モードとを切り替える切替部をさらに備えるようにしてもよい。切替部としては、例えば、DIPスイッチなどを設けて外部からの手動操作で切り替えられるようにしてもよいし、または、前記エリア記憶部に動作モード指定フラグなどを設けるとともにその動作モード指定フラグの値を外部からの信号などで変更できるようにしてもよい。あるいは、前記第1動作モードと前記第2動作モードとの切り替えを自動的に行うようにしてもよい。
【0016】
このような構成のレーザエリアセンサによれば、検知エリアの境界が最大検知距離ではなく建物壁面などによって定まっている部分においてそこに木々や生け垣などがある場合に、これらが風などによって揺れたとしても、誤って人体が存在していると判断されることなどが極力防止され、人体検知の信頼性が向上する。
【0017】
また、本発明のレーザエリアセンサにおいて、前記人体判定部は、前記エリア記憶部に記憶された前記検知エリア情報に基づき、前記検知エリア境界面に沿った第1所定幅の第1帯状領域内の人体を判定対象とする第3動作モードを有することを特徴としてもよい。あるいは、前記人体判定部は、前記エリア記憶部に記憶された前記検知エリア情報に基づき、前記検知エリア境界面に沿った第1所定幅の第1帯状領域に対して遠い側から隣接する第2所定幅の第2帯状領域内の人体を判定対象とする第4動作モードを有することを特徴としてもよい。また、これらの各動作モードを複数有するようにしておき、必要に応じて切替可能にしておいてもよい。
【0018】
このような構成のレーザエリアセンサによれば、実際の設置場所や警戒目的などに合わせて最適な人体検知を行わせることができる。
【0019】
また、本発明のレーザエリアセンサにおいて、前記人体判定部は、前記第1領域内の人体を判定対象とするとともに人体と判定されたものの動線を軌跡として記憶する動線記憶動作モードと、この動線記憶動作モードで記憶された動線までの方向毎の距離によって定まる第3領域内の人体を判定対象とする第5動作モードとを有するようにしてもよい。さらに、前記動線に不連続箇所が存在する場合には補間処理によって連続させてから前記動線を記憶するようにしてもよい。
【0020】
このような構成のレーザエリアセンサによれば、実際の設置場所や警戒目的などに合わせて任意の警戒領域を容易に設定できる。これにより、人体検知の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明のレーザエリアセンサによれば、実際の設置場所や警戒目的などに合わせて誤検知を極力防止できる適切な警戒領域を簡単に設定できるとともに、さらに任意の警戒領域を容易に設定可能なので、人体検知の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【0023】
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るレーザエリアセンサ100の概略構成を示すブロック図である。図2は、このレーザエリアセンサ100によって形成される検知エリアの概略説明図である。図3は、このレーザエリアセンサ100によって取得される距離データの例を示す説明図である。なお、図2では隣接する距離測定方向の間隔を実際の間隔よりも遙かに広く描画してあるが、あくまでも説明の便宜のためである。
【0024】
図1に示すように、レーザエリアセンサ100は、レーザ距離計110と、スキャン機構120と、距離データ取得部130と、人体判定部140と、警告出力制御部150と、メモリ160と、DIPスイッチ170とを備えている。
【0025】
レーザ距離計110は、パルスレーザ光を出射し、その方向に存在する物体からの反射光が戻ってくるまでの微小な時間を精密に測定することによって、その物体までの距離を正確に測定する。レーザ距離計110におけるレーザ光の発光素子としては、例えば半導体レーザーダイオード(LD)などが挙げられる。受光素子としては、例えばアバランシェフォトダイオード(APD)などが挙げられる。発光素子の駆動制御や反射光が戻ってくるまでの時間測定などには専用のハードウェア回路などを設けることが望ましい。レーザ距離計の一般的な特徴としては、かなりの長距離まで精密な距離測定が可能であり、例えば、最大で数十m、場合によってはそれより遙かに長距離であっても測定可能であるが、このレーザ距離計110では最大検知距離を30mとしておく。
【0026】
スキャン機構120は、不図示のモータなどを内蔵することで回転可能としてあり、レーザ距離計110による距離の測定方向(角度)を変えられるようにレーザ距離計110の少なくとも一部と機械的に連結されている。例えば、レーザ距離計110のうちで光学系の部分のみを回転させるような構成が考えられるが、レーザ距離計110全体を回転させるような構成でもよいし、それ以外の構成でもかまわない。そして、スキャン機構120が一定速度で所定方向に回転することにより、それに連動してレーザ距離計110による距離の測定方向が変化する。
【0027】
距離データ取得部130は、スキャン機構120によって測定方向を変えながらレーザ距離計110による測定を周期的に繰り返すことによって、図2に示すような検知エリアA100を形成するとともにその検知エリアA100内における所定角度間隔の方向毎の距離データを所定時間毎に時系列で取得する。
【0028】
例えば、スキャン機構120によるスキャン周期Tを50ms(1秒間に20回のスキャンを行う)、1回転の半分の180度の範囲でパルスレーザ光を発光して距離を測定するものとして、パルスレーザ光のパルス幅を34ns、その発光周期を34.7μsとすれば、180度の範囲で720回の距離測定ができる。この場合の距離測定の角度間隔は0.25度で、これは30m先でも図2に示すように約13cmに過ぎないから、検知エリアA100内の空間分解能としてはかなり高い。そのため、距離データ取得部130によって取得される距離データに基づいて対象物の位置、大きさ、形状などをかなり正確に識別して人体か否かなどの判定をすることが可能であり、検知エリアA100内に複数の人体が存在する場合であってもそれらを個別に識別することも可能である。そして、そのような距離データがスキャン周期Tである50ms毎に得られることになる。なお、ここに示した数値はあくまでも例示に過ぎない。
【0029】
人体判定部140は、まず、距離データ取得部130によって取得された距離データを解析して、その中から人体形状に対応すると推測される部分を抽出する。
【0030】
例えば、人体がレーザエリアセンサ100側の方向を向いている場合、人間の胴体部分の幅は数十cm程度であるから仮に40cmとすれば、30mの距離では約3個の隣接データに相当する。距離が短くなると隣接データ間の幅もそれに応じて狭くなり、例えば20mの距離では約8.8cmとなり、10mの距離では約4.4cmとなる。このとき、実際の同じ幅に対する隣接データの個数は逆に増えるので、例えば、10mの距離では40cmの幅が約9個の隣接データに相当する。
【0031】
人体がレーザエリアセンサ100側の方向を向いておらず斜めや横向きであるときは、もちろん距離データに現れる幅は狭くなる。また、人体はゆるやかな丸みを帯びているから、それに対応する隣接データの中央部ほどやや短めの距離になるはずで、図3では、T1、T2、T3のように、一定幅で下向きに凸のゆるやかな曲線になるはずであり、距離データ中にそういう部分が存在していれば人体である可能性があると判断できる。
【0032】
一方、T4のように幅が狭すぎるものや、逆にT5のように幅が広すぎてしかも直線状になっているものは明らかに人体ではないと判断できる。
【0033】
距離データは距離データ取得部130によって時系列で取得されているので、次に、距離データ中に人体である可能性があると判断された部分が、それ以降の距離データではどのように変化しているか、つまり、まず移動距離を求めるとともにそれに基づいて移動速度などを算出して移動状況を把握する。人体の移動速度には限界があるから、移動距離や移動速度が極端に大きいときは人体ではない可能性が高いと判断できる。また、移動の軌跡が著しく不連続であるときなども同様に人体ではない可能性が高いと判断できる。さらに、移動方向なども考慮することにより、警戒すべき侵入者であるのか、単に検知エリアA100の境界付近を歩行している通行人なのかなどの判別を行うこともできる。そして、以上の判断などを総合して、警戒すべき人体が存在しているか否かを判断する。
【0034】
なお、仮に30m以上の距離にある物体を検知したとしても、検知エリアA100外に相当するため、以上で述べた人体か否かの判断の対象としては扱わないものとしておくが、これに限るものではない。
【0035】
また、人体判定部140は、必要に応じて各種情報などをメモリ160に記憶するとともにメモリ160に記憶された各種情報などを参照する。また、人体判定部140による人体判定の方法などを必要に応じて外部からの手動操作で切り替えられるようにDIPスイッチ170が設けられている。
【0036】
警告出力制御部150は、人体判定部140によって人体が存在していると判断された場合に警告信号Dout1を出力する。
【0037】
なお、距離データ取得部130、人体判定部140、警告出力制御部150、およびメモリ160などは、例えば、機器組み込み用のワンチップマイコンとそのソフトウェア処理によって構成することが好ましい。上述した各判別処理などは、パターンマッチングなどの手法によって実現できるので、比較的コストの安いワンチップマイコンを採用することもでき、レーザエリアセンサ100全体としてのコストダウンに貢献することができる。ただし、必ずしもワンチップマイコンを使用しなくてもよい。
【0038】
図4は、レーザエリアセンサ100によって人体の存在を検知するための概略フローチャートである。
【0039】
まず、スキャン機構120によってレーザ距離計110による距離の測定方向が変えられつつある状態でレーザ距離計110による距離測定が行われ、距離情報が取得される(ステップS1)。
【0040】
次に、取得した距離情報を2次元展開してから(ステップS2)、様々な人体の形状が距離情報内に現れる際のパターンを予め記憶させておいた人体形状パターンマップM1を参照しながら人体と推測される形状の認識を行う(ステップS3)。その結果、人体形状であると判断されれば次のステップS5へ進み、そうでなければステップS1へ戻る(ステップS4)。
【0041】
人体形状であると判断された場合には、時系列で取得した距離情報および人体形状パターンマップM1を参照しながら、人体形状の動線を追跡する処理を行う(ステップS5)。
【0042】
そして、追跡してきた動線に基づいて移動距離を計測するとともに(ステップS6)、人体の移動距離として現れる様々なパターンを予め記憶させておいた移動距離パターンマップM2を参照し、計測した移動距離が人体に相当する否かの判断を行う(ステップS7)。その結果、移動距離が人体に相当すると判断されれば次のステップS8へ進み、そうでなければステップS1へ戻る。
【0043】
移動距離が人体に相当すると判断された場合には、追跡してきた動線に基づいて移動方向を計測するとともに(ステップS8)、人体の移動方向について警戒すべき方向か否かを予め記憶させておいた移動方向重み付けマップM3を参照し、移動方向が人体に相当する否かの判断を行う(ステップS9)。その結果、移動方向が人体に相当すると判断されれば次のステップS10へ進み、そうでなければステップS1へ戻る。
【0044】
ステップS10へ進んできた場合は、人体形状、移動距離および移動方向のいずれの観点からも人体に相当すると判断されてきたのであり、これらのことも総合的に考慮してやはり人体であるとの最終判断を下すことができる。そこで、人体検知出力としての警告信号Dout1を警告出力制御部150から出力する(ステップS10)。
【0045】
以上で説明した第1実施形態の構成によれば、検知エリアA100内の空間分解能をかなり高くできる上に時系列で距離データが取得されるので、それに基づいて対象物の位置、大きさ、形状などをかなり正確に識別し、それが人体か否かなどの判定を的確にすることが可能である。また、検知エリアA100内に複数の人体が存在する場合であっても、それらを個別に識別することも可能である。
【0046】
<第2実施形態>
図5は、本発明の第2実施形態に係るレーザエリアセンサ200をやや特異な形状の建物10に三方を囲まれる領域の警戒用として建物壁面10aに設置した場合の通常の検知エリアA1の概略説明図である。図6は、レーザエリアセンサ200を壁面付近における誤動作防止用モードにした場合の誤動作防止用検知エリアA2の概略説明図である。なお、レーザエリアセンサ200自体の構成などは上述の第1実施形態とほぼ同様であるので、以下の説明は主として相違点について行う。
【0047】
レーザエリアセンサ200は、第1実施形態でも説明したように、設置場所を中心とする半径数m〜数十mの検知エリア内における所定角度間隔の方向毎の距離データを所定時間毎に時系列で取得し、こうして取得された距離データに基づいて検知エリア内に人体が存在しているか否かを総合的に判断するものである。
【0048】
このレーザエリアセンサ200が、例えば280度の範囲で周囲をスキャン可能なものであるとすると、本来の検知エリアは最大検知可能距離を半径とするとともに280度を中心角とする扇型形状となるはずである(図5中の二点鎖線で囲まれた領域A200)。しかし、このレーザエリアセンサ200を、図5に示すように建物壁面10aのほぼ中央に設置した場合、距離測定方向によっては建物壁面10aなどによってレーザ光が物理的に遮られて最大検知距離が実質的に制限されるため、実際には図5中に示す網掛け領域のような検知エリアA1となってしまう。
【0049】
ところで、検知エリアA1の境界が最大検知距離ではなく建物壁面10aによって定まっている部分においてそこに木々や生け垣などがある場合、これらが風などによって揺れると、レーザエリアセンサ200によって取得される距離データが時系列では小さな範囲で変化し得ることになり、距離データに通常ではないようなデータが混入したり、あるいは誤って人体が存在していると判断してしまう可能性もある。
【0050】
そこで、通常時の測定距離が常にレーザエリアセンサ200自体の最大検知距離より短い一定距離である方向については、そのような方向には壁面などが存在していると予め認識させて実際の検知エリアA1の情報として記憶させておく。そして、必要に応じて、スイッチなどの操作部材を用いて、通常警戒モードから例えば誤動作防止用モードに切り替えることで、図6に示すように、予め壁面などとして認識されている各部位からそれぞれ所定距離d1(壁面などからの鉛直方向の距離で、例えば数十cm)だけ内側方向に離れた位置までを新たな境界とする誤動作防止用検知エリアA2も選択できるようにする。換言すると、誤動作防止用検知エリアA2とは、検知エリアA1のうちから予め認識されている壁面などに沿った所定距離d1幅の細長い帯状領域B1を除外した領域でもある。
【0051】
なお、このような検知エリアの境界の変更は、単に方向毎の最大検知距離を変えるだけでは実現できない。しかし、レーザエリアセンサ200によって検知エリアA1内の壁面などの位置が極座標系の距離データとして認識されているのであるから、それを直交座標系に変換した後に誤動作防止用検知エリアA2の内部が外部かを判定するようにすればよい。
【0052】
また、建物壁面10aの一部に窓があってレーザ光がその窓を透過できるような場合には、レーザエリアセンサ200が壁面などが連続して存在していると認識しているにも関わらず、常に得られる一定距離がところどころでその周囲とは不連続になってしまうこともあり得る。そこで、壁面などとして認識されているところのごく狭い範囲で得られる距離がその周囲とは不連続であった場合、その周囲の距離データから補間したデータを代わりに用いて検知エリアA1の情報を記憶させるようにしてもよい。
【0053】
また、通常警戒モードから誤動作防止用モードへの切り替えを自動的に行うようにしてもよい。例えば、レーザエリアセンサ200の設置作業用モードにおいて検知エリアA1の情報を記憶させるとともに、通常動作時には誤動作防止用モードとなるようにしてもよい。
【0054】
以上で説明した第2実施形態の構成によれば、検知エリアA1の境界が最大検知距離ではなく建物壁面10aなどによって定まっている部分においてそこに木々や生け垣などがある場合に、これらが風などによって揺れたとしても、誤って人体が存在していると判断されることなどが極力防止され、人体検知の信頼性が向上する。
【0055】
なお、検知エリアA1や誤動作防止用検知エリアA2などの情報を基にして、警戒時のエリア情報などが異なる場合は、その異なる割合や程度に応じてエリアマスク状態や警戒範囲の変更などと判断して警告信号を出力するようにしてもよい。
【0056】
また、警戒エリアの設定は、スイッチなどの操作部による入力あるいは外部より警戒開始入力が得られる場合やタイマー等による警戒開始トリガを授けている場合には、警戒開始直後あるいは一定時間経過後から警戒エリアの設定を行う方が好ましい。そして、その後にスイッチ等の操作部による入力によって、又は自動的に警戒モードとして記憶された警戒エリアでの警戒状態に入るようにしてもよい。また、外部、内部タイマによる警戒開始の場合は、前エリア記憶状態との比較によりその変化度合いに応じて警戒エリア変更出力、あるいは変化したエリアが近距離の場合マスキング警報出力として出力するようにしてもよい。
【0057】
また、警戒エリアの記憶エリア状態は、外部からの警戒開始入力やタイマー等による警戒開始トリガを授けていない場合には、警戒状態が連続して続く為に警戒エリア内のレイアウト変更や車の駐車等により記憶警戒エリアが異なってしまう場合がある。その場合は記憶エリア状態に対する異なったエリア状態が一定時間以上あるいは一定の割合で変化がほとんど無い場合、あるいは単位時間でのエリア変化度合いが一定の範囲以下の場合、又はその両方の場合に警戒エリアが変更されたものと判断して警戒エリアの記憶情報の変更を行う。又、同時に警戒エリア記憶を変更としたことを示す外部出力等を出力するようにしてもよい。又、変更後の記憶エリアが変更前の情報に比べて近距離のエリア情報割合が多い場合や、センサに一定距離内の距離情報が認められる場合には、エリアマスクされたと判断して外部出力等の情報提示形態を持つようにしてもよい。
【0058】
<第3実施形態>
上述した第2実施形態では、設置場所における実際の検知エリアA1の情報を記憶させておくとともに、必要に応じて、予め壁面などとして認識されている各部位からそれぞれ所定距離d1だけ内側方向に離れた位置までを新たな境界とする誤動作防止用検知エリアA2も選択できるものの、任意の警戒領域を設定できるわけではなかった。そこで、実際の設置場所や警戒目的などに合わせて任意の警戒領域を容易に設定できるようにしたレーザエリアセンサを第3実施形態として以下で説明する。
【0059】
図7は、本発明の第3実施形態に係るレーザエリアセンサ300をやや特異な形状の建物10に三方を囲まれる領域の警戒用として建物壁面10aに設置した場合に、任意の警戒エリアA3を設定する方法の概略説明図である。
【0060】
このレーザエリアセンサ300でも、本来の検知エリアは最大検知可能距離を半径とする扇型形状(図7中の二点鎖線で囲まれた領域A300)となるはずであるが、このレーザエリアセンサ300では、測定距離が常にレーザエリアセンサ300自体の最大検知距離より短い一定距離である方向については、そのような方向には壁面などが存在していると予め認識させて実際の検知エリアの情報を記憶させてある。そして、必要に応じて、警戒領域を任意に設定するための警戒エリア設定モードに切り替えられるようになっている。
【0061】
その警戒エリア設定モードに入ると、レーザエリアセンサ300は実際の検知エリア内における人体の存在の有無を判断するとともに、その人体のその後の移動を監視しながらその動線20を軌跡として記憶する。なお、動線20が一部で途切れていて不連続となっている場合には、補間処理によって連続させるようにしてもよい。また、同一方向、同一スキャン範囲にて検知距離の異なる複数の動線20が観測された場合には、距離の近い方の動線20を記憶することが好ましい。例えば、無関係の他の人の動きが偶然に検知されたりすることで意図しない記憶がされないようにするためである。このようにして記憶された移動の軌跡としての動線20とレーザエリアセンサ300との間の領域を、通常警戒モードにおける警戒エリアA3として扱うことができるようにしておけば、任意の警戒領域を設定できることになる。
【0062】
図8は、レーザエリアセンサ300によって任意の警戒領域を設定するための概略フローチャートである。
【0063】
まず、全方位エリアについての設定処理が行われ(ステップS20)、その後は待機状態となってステップS21、S23、S25、S34のいずれかへ進むことになる。
【0064】
5分タイマによるイベントが発生した場合は(ステップS21)、リモコン入力によるタイマのインクリメントを行った後、ステップS24へ進んで通常の警戒モードへ移行する。
【0065】
警戒モードボタンの入力があった場合は(ステップS23)、そのままステップS24へ進んで通常の警戒モードへ移行する。
【0066】
エリア設定開始ボタンの入力があった場合は(ステップS25)、エリア設定のための人体判別およびその動線追跡を行う。そして、エリア設定確認ボタンの入力があると(ステップS27)、エリア設定確認モードへ移行する(ステップS28)。エリア設定を確認した結果(ステップS29)、特に問題がなければ、エリア設定の終了を示す終了ブザー音を起動し(ステップS30)、その後は待機状態に戻る。エリア設定に何らかの問題があった場合は、それまでのエリア設定をキャンセルするか否かを確認し(ステップS31)、キャンセルするためにリセットボタンが入力されたときは(ステップS32)、エリア設定用メモリの変更内容などを元に戻した後(ステップS33)、待機状態に戻る。
【0067】
また、待機状態においてエリア設定確認ボタンの入力があった場合も(ステップS34)、エリア設定確認モードへ移行する(ステップS35)。エリア設定を確認した結果(ステップS36)、特に問題がなければ待機状態に戻るが、エリア設定に何らかの問題があった場合は、レーザエリアセンサ300をリセットし(ステップS36)、その後、最初のステップS20へ戻る。
【0068】
以上で説明した第3実施形態の構成によれば、実際の設置場所や警戒目的などに合わせて任意の警戒領域を容易に設定できる。これにより、人体検知の信頼性を向上させることができる。また、第3実施形態にも第2実施形態と同様の機能を持たせてもよい。
【0069】
なお、検知エリアA300や検知エリアA3などの情報を基にして、警戒時のエリア情報などが異なる場合は、その異なる割合や程度に応じてエリアマスク状態や警戒範囲の変更などと判断して警告信号を出力するようにしてもよい。
【0070】
<その他の実施形態>
第2実施形態では、通常の検知エリアA1のうちから予め認識されている壁面などに沿った所定距離d1幅の細長い帯状領域B1を除外した領域である誤動作防止用検知エリアA2において人体検知を行うことを選択可能とした。しかし、実際の設置場所や警戒目的などによっては、逆に壁面などに沿った領域において人体検知を行う方が適切なこともあり得る。
【0071】
図9は、本発明の第2実施形態の第1変形例に係るレーザエリアセンサ200Aをやや特異な形状の建物10に三方を囲まれる領域の警戒用として建物壁面10aに設置した場合の検知エリアの概略説明図である。
【0072】
すなわち、この場合は上述の帯状領域B1のみで人体検知が行われることになる。人体か否かの判定においては、この帯状領域B1を横切るような距離データの変化を人体と判定するようにしてもよい。
【0073】
図10は、本発明の第2実施形態の第2変形例に係るレーザエリアセンサ200Bをやや特異な形状の建物10に三方を囲まれる領域の警戒用として建物壁面10aに設置した場合の検知エリアの概略説明図である。
【0074】
この第2変形例では、第2実施形態において考慮したような建物壁面10a付近の木々や生け垣などによる誤検知を抑制するため、上述の帯状領域B1に隣接する所定距離d2幅(例えば数十cm)の細長い帯状領域B2においてのみ人体検知が行われることになる。人体か否かの判定においては、上記の第1変形例と同様に、この帯状領域B2を横切るような距離データの変化を人体と判定するようにしてもよい。
【0075】
なお、本発明は、その主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【0076】
【図1】本発明の第1実施形態に係るレーザエリアセンサ100の概略構成を示すブロック図である。
【図2】図1のレーザエリアセンサ100によって形成される検知エリアA100の概略説明図である。
【図3】図1のレーザエリアセンサ100によって取得される距離データの例を示す説明図である。
【図4】図1のレーザエリアセンサ100によって人体の存在を検知するための概略フローチャートである。
【図5】本発明の第2実施形態に係るレーザエリアセンサ200をやや特異な形状の建物10に三方を囲まれる領域の警戒用として建物壁面10aに設置した場合の、通常の検知エリアA1の概略説明図である。
【図6】図5のレーザエリアセンサ200を壁面付近における誤動作防止用モードにした場合の誤動作防止用検知エリアA2の概略説明図である。
【図7】本発明の第3実施形態に係るレーザエリアセンサ300をやや特異な形状の建物10に三方を囲まれる領域の警戒用として建物壁面10aに設置した場合に、任意の警戒エリアA300yを設定する方法の概略説明図である。
【図8】図7のレーザエリアセンサ300によって任意の警戒領域を設定するための概略フローチャートである。
【図9】本発明の第2実施形態の第1変形例に係るレーザエリアセンサ200Aをやや特異な形状の建物10に三方を囲まれる領域の警戒用として建物壁面10aに設置した場合の検知エリアの概略説明図である。
【図10】本発明の第2実施形態の第2変形例に係るレーザエリアセンサ200Bをやや特異な形状の建物10に三方を囲まれる領域の警戒用として建物壁面10aに設置した場合の検知エリアの概略説明図である。
【符号の説明】
【0077】
10 建物
10a 建物壁面
100 レーザエリアセンサ(第1実施形態)
A100 検知エリア
110 レーザ距離計
120 スキャン機構
130 距離データ取得部
140 人体判定部
150 警告出力制御部
200 レーザエリアセンサ(第2実施形態)
200A レーザエリアセンサ(第2実施形態の第1変形例)
200B レーザエリアセンサ(第2実施形態の第2変形例)
A200 検知エリア
A1 通常検知エリア
A2 誤動作防止用検知エリア
B1 帯状領域
B2 帯状領域
300 レーザエリアセンサ(第3実施形態)
A300 検知エリア
A3 警戒エリア

【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光を出射してその方向に存在する物体からの反射光が戻ってくるまでの時間からその物体までの距離を測定するレーザ距離計と、
このレーザ距離計による測定方向を変える走査機構部と、
この走査機構部によって測定方向を変えながら前記レーザ距離計による測定を周期的に行うことにより、検知エリアを形成するとともにその検知エリア内における方向毎の距離情報を時系列で取得する距離情報取得部と、
この距離情報取得部によって取得された距離情報の中から人体に対応すると推測される部分を抽出するとともに、そうして抽出された部分の時系列での移動状況に基づいて人体であるか否かを判定する人体判定部と、
この人体判定部によって人体が存在していると判定された場合に人体検知信号を出力する人体検知信号出力部と
を備えていることを特徴とするレーザエリアセンサ。
【請求項2】
請求項1に記載のレーザエリアセンサにおいて、
通常時の測定距離が前記レーザ距離計の最大検知距離より短い一定距離を示す方向については、その一定距離が検知エリア境界面に対応すると認識して検知エリア情報として記憶するエリア記憶部をさらに備え、
前記人体判定部は、前記エリア記憶部に記憶された前記検知エリア情報に基づき、方向毎に前記最大検知距離と前記検知エリア境界面までの距離との短い方で定まる第1領域内の人体を判定対象とする第1動作モードを有することを特徴とするレーザエリアセンサ。
【請求項3】
請求項2に記載のレーザエリアセンサにおいて、
前記人体判定部は、前記エリア記憶部に記憶された前記検知エリア情報に基づき、前記第1領域から前記検知エリア境界面に沿った第1所定幅の第1帯状領域を除外した残りの第2領域内の人体を判定対象とする第2動作モードを有することを特徴とするレーザエリアセンサ。
【請求項4】
請求項3に記載のレーザエリアセンサにおいて、
前記第1動作モードと前記第2動作モードとを切り替える切替部をさらに備えることを特徴とするレーザエリアセンサ。
【請求項5】
請求項3に記載のレーザエリアセンサにおいて、
前記第1動作モードと前記第2動作モードとの切り替えを自動的に行うことを特徴とするレーザエリアセンサ。
【請求項6】
請求項2に記載のレーザエリアセンサにおいて、
前記人体判定部は、前記エリア記憶部に記憶された前記検知エリア情報に基づき、前記検知エリア境界面に沿った第1所定幅の第1帯状領域内の人体を判定対象とする第3動作モードを有することを特徴とするレーザエリアセンサ。
【請求項7】
請求項2に記載のレーザエリアセンサにおいて、
前記人体判定部は、前記エリア記憶部に記憶された前記検知エリア情報に基づき、前記検知エリア境界面に沿った第1所定幅の第1帯状領域に対して遠い側から隣接する第2所定幅の第2帯状領域内の人体を判定対象とする第4動作モードを有することを特徴とするレーザエリアセンサ。
【請求項8】
請求項2に記載のレーザエリアセンサにおいて、
前記人体判定部は、前記第1領域内の人体を判定対象とするとともに人体と判定されたものの動線を軌跡として記憶する動線記憶動作モードと、この動線記憶動作モードで記憶された動線までの方向毎の距離によって定まる第3領域内の人体を判定対象とする第5動作モードとを有することを特徴とするレーザエリアセンサ。
【請求項9】
請求項8に記載のレーザエリアセンサにおいて、
前記人体判定部は、前記動線に不連続箇所が存在する場合には補間処理によって連続させてから前記動線を記憶することを特徴とするレーザエリアセンサ。
【請求項10】
請求項8に記載のレーザエリアセンサにおいて、
前記人体判定部は、前記動線が同一方向において複数存在する場合には近距離側の動線を優先して記憶することを特徴とするレーザエリアセンサ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2009−93428(P2009−93428A)
【公開日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−263582(P2007−263582)
【出願日】平成19年10月9日(2007.10.9)
【出願人】(000103736)オプテックス株式会社 (116)
【Fターム(参考)】