JP2014181993A - Security device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレーザーレーダによって不審者の侵入を検出するセキュリティ装置に関する。 The present invention relates to a security device for detecting an intruder by a laser radar.
レーザーレーダを備えたセキュリティ装置では、特許文献1に見られるように、レーザー光を水平方向に所定の角度間隔で出射し、出射したレーザー光の反射光(反射レーザー光)を受光することによって不審者が監視エリア内に侵入したことを検出すると共に、不審者が居る方向と、不審者までの距離を検出する。
In a security device equipped with a laser radar, as seen in
レーザー光を水平方向に所定の角度間隔で出射するために、レーザー光を出射する投光素子と、傾斜して設けられ投光素子から出射されたレーザー光を前方に向けて水平に反射するミラーと、このミラーを一定の速度で回転駆動するモータとを設け、ミラー(以下、回転ミラーという)が所定角度回転する都度、投光素子からレーザー光をパルス状に出射する。そして、監視エリア内に不審者が侵入すると、出射されたレーザー光が不審者に当って反射するので、その反射レーザー光が回転ミラーに入射し且つ反射されて受光素子に受光される。 In order to emit laser light at a predetermined angular interval in the horizontal direction, a light projecting element that emits laser light and a mirror that is provided at an angle and reflects the laser light emitted from the light projecting element toward the front horizontally. And a motor that rotationally drives the mirror at a constant speed, and emits laser light in a pulse form from the light projecting element each time the mirror (hereinafter referred to as a rotating mirror) rotates by a predetermined angle. When a suspicious person enters the monitoring area, the emitted laser light strikes the suspicious person and is reflected, so that the reflected laser light is incident on the rotating mirror and reflected and received by the light receiving element.
制御装置は、受光素子で反射レーザー光を受光すると、投光素子がレーザー光を出射してから受光素子が反射レーザー光を受光するまでの時間を検出し、この時間に基づいて不審者までの距離を算出する。また、投光素子がレーザー光を出射した時の回転ミラーの回転角度位置によりレーザー光の出射方向、つまり不審者の居る方向を検出する。そして、この距離と方向から、不審者の居る位置を特定する。 When the control device receives the reflected laser beam with the light receiving element, the control device detects the time from when the light projecting element emits the laser light to when the light receiving element receives the reflected laser light, and based on this time, Calculate the distance. Further, the laser beam emission direction, that is, the direction in which the suspicious person is present is detected based on the rotation angle position of the rotary mirror when the light projecting element emits the laser beam. And the position where a suspicious person exists is specified from this distance and direction.
例えば、横方向(水平方向)に広いエリアを監視するような場合に、その広いエリアを1台のセキュリティ装置では担いきれないことがある。この場合には、例えば2台のセキュリティ装置を横方向に離して設置し、エリアの半分ずつを各セキュリティ装置の担当エリアに定めて不審者の侵入を検出することが行われる。 For example, when a wide area is monitored in the horizontal direction (horizontal direction), the wide area may not be carried by a single security device. In this case, for example, two security devices are installed apart from each other in the horizontal direction, and half of each area is set as an area in charge of each security device to detect the intrusion of a suspicious person.
2台のセキュリティ装置を横方向に並べて設置するなどした場合、監視エリアの前方に塀などが立っていたりすると、2台のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が前方の塀に当って反射し、その反射レーザー光が相手側のセキュリティ装置の回転ミラーに入射し、受光素子が受光してしまうことがある。すると、2台のセキュリティ装置は監視エリア内に不審者が侵入したと誤検出してしまう。 When two security devices are installed side by side in the horizontal direction, etc., if a trap or the like stands in front of the monitoring area, the laser light emitted from the two security devices hits the front trap and reflects. The reflected laser light may enter the rotating mirror of the other security device, and the light receiving element may receive the light. Then, the two security devices erroneously detect that a suspicious person has entered the monitoring area.
このような誤検出をなくすために、従来では、2台のセキュリティ装置のモータを、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が塀により反射されても、その反射レーザー光が回転ミラーに入射しないような回転角度位置関係に初期設定して回転させるようにしていた。
しかしながら、2台のセキュリティ装置が備えているモータは全く同一の速度で回転するのではなく、僅かながらも速度差があるのが通常である。このため、長期の使用により、2台のセキュリティ装置のモータの回転位置関係にずれが生じてきて、やがて2台のセキュリティ装置から出射されて塀により反射されたレーザー光が互いに相手側のセキュリティ装置の回転ミラーに入射し、受子素子に受光されてしまうという事態を生ずる。すると、2台のセキュリティ装置は不審者がいないにも関わらず不審者の侵入と誤検出してしまうということになる。
In order to eliminate such erroneous detection, conventionally, even if the laser light emitted from the security device on the other side is reflected by the heel of two security device motors, the reflected laser light is incident on the rotating mirror. The rotation angle is set so that the rotation angle is not set so as to be rotated.
However, the motors provided in the two security devices do not rotate at exactly the same speed, but usually have a slight speed difference. For this reason, due to long-term use, the rotational positional relationship of the motors of the two security devices is shifted, and the laser beams emitted from the two security devices and reflected by the scissors eventually become the other security device. Incident on the rotating mirror and received by the receiver element. As a result, the two security devices erroneously detect the intrusion of the suspicious person even though there is no suspicious person.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、反射レーザー光を受光した場合、これが他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光によるものであるか否かを判別することができるセキュリティ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when the reflected laser beam is received, it is possible to determine whether this is due to the laser beam emitted from another security device. It is to provide a security device.
2台のセキュリティ装置において、長期の使用により、それらの回転ミラーが、相手側のセキュリティ装置から出射されて塀などにより反射されたレーザー光を受光するというような回転角度位置関係になった場合、2台のセキュリティ装置のモータの回転速度の差はごく僅かなものであるから、その回転角度位置関係は暫く続く。 In two security devices, due to long-term use, when their rotating mirrors are in a rotational angular position relationship such that they receive laser light emitted from the other security device and reflected by a scissors or the like, Since the difference in the rotational speed of the motors of the two security devices is negligible, the rotational angle positional relationship continues for a while.
この間に回転ミラーは複数回回転する。この回転ミラーの複数回転の間、2台のセキュリティ装置において、相手側から出射されて塀などにより反射されたレーザー光を受光するまでの当該レーザー光の光路長さにほとんど変化はない。このため、相手側のセキュリティ装置の塀からの反射レーザー光を受光したとき、その受光強度は回転ミラーが複数回回転する間、変化はなく、同じ受光強度を示す。 During this time, the rotating mirror rotates a plurality of times. During a plurality of rotations of the rotating mirror, in the two security devices, there is almost no change in the optical path length of the laser light until it receives the laser light emitted from the other side and reflected by the eaves or the like. For this reason, when the reflected laser beam from the ridge of the security device on the other side is received, the received light intensity does not change while the rotating mirror rotates a plurality of times, and shows the same received light intensity.
これに対し、2台のセキュリティ装置のモータは1回転するに要する時間が微妙に異なるので、回転ミラーが1回転して前回と同じ回転角度位置にくるまでに要する時間が2台のセキュリティ装置で微妙に異なる。このため、一方のセキュリティ装置から出射されて塀などにより反射されたレーザー光を他方のセキュリティ装置が受光する時、当該他方のセキュリティ装置において、自身がレーザー光を出射してから一方のセキュリティ装置からの反射レーザー光を受光するまでの時間(受光所要時間)は、回転ミラーの1回転毎に僅かずつ変わってくる。 In contrast, since the time required for one rotation of the motors of the two security devices is slightly different, the time required for the rotation mirror to make one rotation and reach the same rotation angle position as before is the same for the two security devices. Slightly different. For this reason, when the other security device receives the laser beam emitted from one security device and reflected by a bag or the like, in the other security device, after the laser beam is emitted from the one security device, The time until the reflected laser beam is received (required light reception time) slightly changes for each rotation of the rotating mirror.
つまり、上記他方のセキュリティ装置の回転ミラーよりも上記一方のセキュリティ装置の回転ミラーの方が高速(低速)で回転するとした場合、回転ミラーの各回転角度位置におけるレーザー光発射時点を基準時点とすると、他方のセキュリティ装置身の当該回転角度位置での基準時点に対し、一方のセキュリティ装置の当該回転角度位置での基準時点は早まる(遅くなる)ので、その結果、受光所要時間は早く(遅く)なる。この受光所要時間の変化が僅かなものであっても、光速は非常に速いので、他方のセキュリティ装置は反射物体までの距離は変化していると検出する。 That is, when the rotating mirror of the one security device is rotated at a higher speed (slower speed) than the rotating mirror of the other security device, the laser beam emission time at each rotation angle position of the rotating mirror is set as the reference time. The reference time at the rotation angle position of one security device is advanced (delayed) with respect to the reference time at the rotation angle position of the other security device, and as a result, the time required for light reception is early (slow). Become. Even if this change in the time required for light reception is slight, the speed of light is very fast, so the other security device detects that the distance to the reflecting object has changed.
勿論、自身から出射したレーザー光が塀などの反射物体により反射され、その反射されたレーザー光を受光する場合には、回転ミラーが複数回転する間で受光強度に変化はなく、且つ、レーザー光の出射時点(基準時点)から受光時点までの時間(受光所要時間)も変化しない(反射物体までの距離に変化なし)。また、自身から出射したレーザー光が人など動く反射物体に反射され、その反射レーザー光を受光した場合には、回転ミラーの複数回転する間で反射物体までの距離が変化するので、受光強度と受光所要時間が共に変化する。
従って、受光所要時間は変化するが、受光強度に変化がないことを検出した場合には、他から出射されたレーザー光の反射光を受光したと判断することができる。
Of course, when the laser beam emitted from itself is reflected by a reflecting object such as a heel and receives the reflected laser beam, the received light intensity does not change during the rotation of the rotating mirror, and the laser beam The time from the emission time (reference time) to the light reception time (time required for light reception) does not change (the distance to the reflecting object does not change). In addition, when the laser beam emitted from itself is reflected by a moving object such as a person and the reflected laser beam is received, the distance to the reflecting object changes during multiple rotations of the rotating mirror. Both the time required for light reception changes.
Accordingly, when it is detected that the required light reception time is changed but the received light intensity is not changed, it can be determined that the reflected light of the laser light emitted from the other has been received.
本発明は、以上のような受光所要時間と受光強度との関係の考察を基にしてなされたものである。 The present invention has been made on the basis of the above consideration of the relationship between the time required for light reception and the light reception intensity.
本発明は、回転ミラーの複数回の回転において、同一の回転位置でレーザー光を連続して複数回受光したとき、レーザー光の出射から受光までの時間(受光所要時間)が変化し、且つ受光強度に変化がないとき、自身が出射したレーザー光ではなく、他から出射されたレーザー光の反射レーザー光を受光したと判定する判定手段を設けたものである。
この構成の本発明では、自身が出射したレーザー光の反射レーザー光を受光したか、他から出射されたレーザー光の反射レーザー光を検出したかを判別することができる。
In the present invention, when the laser beam is continuously received a plurality of times at the same rotational position in a plurality of rotations of the rotating mirror, the time from the emission of the laser beam to the reception (required time for light reception) changes, and the light is received. When there is no change in intensity, there is provided determination means for determining that the reflected laser beam of the laser beam emitted from the other is received instead of the laser beam emitted by itself.
In the present invention having this configuration, it is possible to determine whether the reflected laser beam emitted from itself or the reflected laser beam emitted from another has been detected.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
セキュリティ装置は、図2に示すセンサ部1と図1に示す処理部2とを備えている。セキュリティ装置は、例えば図3に示す家屋3の敷地4内に侵入する不審者を検出する。図3の例では、A,Bで示す2台のセキュリティ装置が設置されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The security device includes a
上記センサ部1は、図2に示すように、家屋3の外壁5に取り付けられている。このセンサ部1は、前方の監視エリアに向けて走査光、つまりレーザー光を出射すると共に、出射したレーザー光(以下、出射レーザー光L)が反射物体(人を含む)により反射されて戻ってくるレーザー光(以下、反射レーザー光M)を検出(受光)する。
As shown in FIG. 2, the
センサ部1は、外壁5に固定された本体ケース6内に、レーザー光出射ユニット7と受光ユニット8とを設けてなる。レーザー光出射ユニット7は、投光素子としての半導体レーザー9と、この半導体レーザー9の前方に45°傾けて配設された固定ミラー10と、この固定ミラー10の鉛直下方に45°傾けて回転可能に配設された回転ミラー11とを備えている。なお、固定ミラー10は下面を鏡面とし、回転ミラー11は上面を鏡面としている。
The
本体ケース6の内底面には、例えばインバータ制御される直流モータからなるモータ12が固定されている。このモータ12の回転軸12aは、鉛直上向きで、その回転中心線は固定ミラー11により鉛直下方に反射されるレーザー光Lと一致している。
半導体レーザー9からは、レーザー光が前方に水平に出射される。出射レーザー光Lは固定ミラー10により鉛直下方に反射され、更に、回転ミラー11によって水平方向に反射され、本体ケース6の前面から左右両側面にかけて形成された窓6aから当該本体ケース6の外へと出射される。なお、窓6aには透明カバー13が装着されている。
A
Laser light is emitted horizontally from the
回転ミラー11は、モータ12によって一定の速度で回転される。このため、回転ミラー11によって反射される出射レーザー光Lは、一つの水平な平面内において出射されるが、その出射方向は、回転ミラー11、ひいてはモータ12の回転角度位置によって変化する。この実施形態では、モータ12が0°から180°まで回転する間、0°を含めて1°回転する度にレーザー光を短時間だけ出射するようになっている。従って、出射レーザー光Lはパルス状のものとなる。
The rotating
ここで、図3に示すように、回転軸12aの中心軸線を通って本体ケース6の真正面に直線を引いたとき、この直線が回転角度位置90°、この回転角度位置90°の直線を、回転軸12aを中心にして時計方向および反時計方向に90°回転した時の位置を回転角度位置0°および回転角度位置180°の位置とする。従って、回転角度位置0°、180°の直線は家屋3の外壁5とほぼ平行となる。
Here, as shown in FIG. 3, when a straight line is drawn directly in front of the main body case 6 through the central axis of the rotating
一方、前記受光ユニット8は、孔明き固定ミラー14と、集光レンズ15と、受光素子としてのフォトダイオード16を備えている。孔明き固定ミラー14は、レーザー光出射ユニット7の固定ミラー10と回転ミラー11との間に、45°傾けて配設されている。孔明き固定ミラー14は、中心部に前記固定ミラー10で反射された出射レーザー光Lが通過する孔14aを有する。なお、孔明き固定ミラー14は、下面が鏡面となっている。
On the other hand, the light receiving unit 8 includes a perforated fixed
本体ケース6の窓6aから出射された出射レーザー光Lは、物体に当って反射される。反射物体で反射されたレーザー光Mは、窓6aから本体ケース6内に入り、回転ミラー11に入射して鉛直上方に反射される。そして、固定ミラー11に反射された反射レーザー光Mは、孔明き固定ミラー14により集光レンズ15に向けて反射され、集光レンズ15により集光される。この集光レンズ15により集光された反射レーザー光Mをフォトダイオード16が受光する。
The emitted laser light L emitted from the
前記処理部2は、本体ケース6に設けられ、または、本体ケース6とは別体に構成されて家屋3内に設置されている。この処理部2は、図1に示すように、制御装置(制御手段)17を備えている。制御装置17は、CPU、ROM、RAMなどを備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。この制御装置17は、前記モータ12を制御する。即ち、モータ12には、回転軸12aの回転位置を検出する周波数発電機やロータリーエンコーダなどの回転検出装置(回転検出手段)18が設けられ、この回転検出装置18は制御装置17に回転軸12aの回転位置情報を送る。制御装置17は、回転位置情報から回転軸12aの回転速度を検出し、検出した回転速度と目標回転速度とを比較して回転軸12aが目標回転速度となるようにモータ12をインバータ制御する。
The
また、制御装置17は、回転検出装置18からの回転位置情報により、回転軸12aが0°の回転角度位置に回転したことを検出すると、半導体レーザー9に出力信号を送り、以後、回転軸12aが180°の回転角度位置まで回転する間、1°回転したことを検出する度に、半導体レーザー9に出力信号を送る。半導体レーザー9は制御装置17からの出力信号を受けると、レーザー光をごく短時間だけ出力、つまりパルス状のレーザー光を出射する。これにより、センサ部1から監視エリアに向けて回転角度位置0°から180°までの間で1°おきに順次パルス状のレーザー光(走査光)が出射される。
Further, when the
前記フォトダイオード16は、受光量に応じた電流を発生する。このフォトダイオード16には増幅器19が接続されており、フォトダイオード16が発生した電流はこの増幅器19で増幅される。更に、増幅器19には電流‐電圧変換回路20が接続されており、増幅器19で増幅された電流は、この電流‐電圧変換回路20によって電流に応じた電圧に変換される。
The
電流‐電圧変換回路20の変換電圧は、比較器21の非反転入力端子V+に入力される。比較器20の反転入力端子V−に与えられる前記基準電圧は、反射レーザー光Mの入射がないときに電流‐電圧変換回路20が発生する電圧をやや超える程度の値に定められている。この比較器21は、非反転入力端子V+に入力された電圧(電流‐電圧変換回路20の変換電圧)が基準電圧よりも高くなると、つまり反射レーザー光Mの入射があったとき、当該反射レーザー光Mを検出したことを報知する受光信号を出力する。
The conversion voltage of the current-
比較器21から出力される受光信号は、制御装置17に接続された時間計測IC(時間計測手段)22に与えられると共に、制御装置17自身にも与えられる。制御装置17は、半導体レーザー9に出力信号を出力すると同時に時間計測IC22にスタート信号を出力する。時間計測IC22は、制御装置17からスタート信号を受けると(半導体レーザー9から出射レーザー光Lが出射されると)、その時点から比較器21から受光信号が入力される時点までの時間tを計測する。この計測時間tは制御装置17に与えられ、制御装置17は、この時間tに基づいて反射物体までの距離を演算する。
The light reception signal output from the
前記電流‐電圧変換回路20の出力電圧は、ピーク値検出回路23にも与えられる。ピーク値検出回路23は、フォトダイオード16が反射レーザー光Mを受光する度に、その受光強度の最高値を電流‐電圧変換回路20の出力電圧の最高値として検出するもので、検出した電圧値は制御装置17に与えられる。
The output voltage of the current-
制御装置17は、比較器21から受光信号が入力されると、時間計測IC22から与えられる時間およびピーク値検出回路23から与えられる電圧値に基づいて、不審者の侵入の有無を判断する。
また、制御装置17は、フォトダイオード16の受光した光が自身の半導体レーザー9から出射されたレーザー光の反射光であるか否かを判定する(判定手段)。この判定動作を説明するに先立って、フォトダイオード16により受光されたレーザー光が自身の半導体レーザー9から出射されたレーザー光の反射光でないことが有り得ることを説明する。
When the light reception signal is input from the
Further, the
即ち、図3に示す例では、家屋3の外壁5に2台のセキュリティ装置A,Bが設置され、それらセキュリティ装置A,Bにより敷地4内を監視している。敷地4の周囲には、塀24が設置されており、セキュリティ装置A,Bから出射されたレーザー光は、塀24に当って反射する。
この状況下においては、図6に示すように、2台のセキュリティ装置A,Bの回転ミラー11の回転角度位置によっては、互いに、相手側のセキュリティ装置から出射されて塀24により反射されたレーザー光が自身の回転ミラー11に入射し、そして当該反射ミラー11によって反射されたレーザー光をフォトダイオード16が受光するという状況になることがある。すると、セキュリティ装置は、侵入者がないにもかかわらず、侵入者ありと誤判断する恐れがある。
In other words, in the example shown in FIG. 3, two security devices A and B are installed on the
Under this circumstance, as shown in FIG. 6, depending on the rotation angle position of the
このような他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の影響を受けることをなくすために、例えば、2台のセキュリティ装置A,Bの設置時に、それらの回転ミラー11が共に0°の位置から回転するように初期設定する。このように初期設定されていれば、2台のセキュリティ装置は、互いに、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が塀24に当って反射しても、その反射光を自身のフォトダイオード16が受光してしまうことはない。
In order to eliminate the influence of the laser beam emitted from such other security devices, for example, when the two security devices A and B are installed, both of the rotating
ところが、モータ12の特性は一台一台異なる。例えば、制御上、モータ12が1secで1回転するように設定されていたとしても、実際には、例えば、一方のセキュリティ装置Aのモータ12は正確に1secで1回転するものの、他方のセキュリティ装置Bのモータ12は1.00000001(1+1/108)secで1回転するというように2台のセキュリティ装置A,Bのモータ12の特性は異なる。
However, the characteristics of the
すると、2台のセキュリティ装置A,Bの設置時に、それらの回転ミラー11が共に0°の位置から回転を始めるように初期設定したとしても、長期間使用していると、2台のセキュリティ装置A,Bのモータ12の回転角度位置関係が初期設定状態から次第にずれてきて、互い相手側のセキュリティ装置から出射されて塀24により反射されたレーザー光が自身の回転ミラー11に入射しフォトダイオード16が受光してしまうという事態を生ずる。このような事態が生ずると、2台のセキュリティ装置A,Bのモータ12の回転速度差がごく僅かであることから、暫くの間、相手側のセキュリティ装置の反射レーザー光を受光するという事態が続くこととなる。
Then, when the two security devices A and B are installed, even if they are initially set so that both of the rotating
本実施形態では、フォトダイオード16がレーザー光を受光したことを検出したとき、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光であるか否かを判定し、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光であった場合には、モータ12を再起動させて相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光を受光しないようにする。
In this embodiment, when it is detected that the
このような制御は、記憶手段、例えばROMに記憶されたプログラムを実行することによって行われる。以下に、このプログラムに従って行われる制御装置17の動作を図8および図9のフローチャートをも参照しながら説明する。なお、図8および図9において、nは0から180までの整数で、レーザー光を出射する回転角度位置を表わす。
Such control is performed by executing a program stored in a storage means, for example, a ROM. The operation of the
セキュリティ装置A,Bに電源を投入する。すると、それらセキュリティ装置A,Bの制御装置17は、モータ12を1secで1回転するように回転制御する。そして、モータ12が1回転する度に、回転角度位置0°から180°までの間、1°回転する毎に半導体レーザー9からパルス状のレーザー光Lが出射される。半導体レーザー9からレーザー光Lが出射されると、その度に、制御装置17に対し、レーザー光Lの出射時点(基準時点)からフォトダイオード16が反射レーザー光Mを受光するまでの時間(受光所要時間)tが時間計測IC22から入力されると共に、フォトダイオード16の受光強度がピーク値検出回路23から入力される。
Power on security devices A and B. Then, the
つまり、各セキュリティ装置A,Bの前方の監視エリアには、モータ12(回転ミラー11)の回転角度位置0°から180°までの平面空間に、全部で181本のレーザー光が1°おきに出力され、出射されたレーザー光の1本毎に、受光所要時間と受光強度とが取得されるのである。
That is, in the monitoring area in front of each of the security devices A and B, a total of 181 laser beams are every 1 ° in a plane space from the
そして、制御装置17は、時間計測IC22から与えられた受光所要時間tから反射物体までの距離を計算する(図8のS1〜S4)。その後、制御装置17は、このモータ12の1回転中の各出射レーザー光Lついての反射物体までの距離と受光強度の両データを、記憶手段としての例えばRAMのA1およびB1の両領域に夫々格納すると共に、例えばRAM(記憶手段)に記憶されている連続誤認懸念回数E(n)を0にセットする(図8のS5〜S8)。
And the
続いて、制御装置17は、モータ12の次の1回転中に、回転角度位置0°から180°までの平面空間に1°おきに出射されたレーザー光Lについて1本毎に、受光所要時間tから反射物体までの距離を演算すると共に受光強度を取得する(図8のS9〜S12)。そして、制御装置17は、取得した各出射レーザー光についての反射物体までの距離と受光強度の両データを、上記と同様にしてRAMのA2およびB2の両領域に夫々格納する(図9のS13〜S16)。
Subsequently, during the next one rotation of the
次に制御装置17は、181本のレーザー光について、同じ回転角度位置(n)方向に出力されたレーザー光毎に、前回のモータ12の1回転での受光強度と今回のモータ12の1回転での受光強度とが同じであるか否かを判別する(図9のS17、S18:受光強度差計算手段)。このときの受光強度が同じであるかの判断は、全く同一であるか否かで判断しても良いが、本実施形態の場合には、例えば前回(今回でも良い)の受光強度の所定割合以内で上下する値については同一と判断するようにしている。
Next, for each of the 181 laser beams output in the same rotation angle position (n) direction, the
受光強度に差がある場合、制御装置17は、次の回転角度位置で出射されたレーザー光について前回と今回の受光強度を比べるという動作を繰り返す(S18で「NO」、S19、S20で「NO」、S18の繰り返し)。受光強度が同じである場合(S18で「YES」)、制御装置17は、S21に移行して反射物体までの距離が前回と今回の間で30cm以下の差であるか否かを判断する(距離差計算手段)。
If there is a difference in the received light intensity, the
後の説明で明らかとなるが、通常、受光強度が同じであることは、反射物体は静止または殆ど動かないということなので、常には制御装置17はS21で「YES」と判断することになり、その後、S19に移行して受光強度の比較動作に戻る(S21で「YES」と判断した後、S19、S20で「NO」、S18)。
As will be apparent from the following description, the fact that the received light intensity is usually the same means that the reflecting object is stationary or hardly moves. Therefore, the
受光強度の比較を181本の出射レーザー光Lの全てについて行うと、制御装置17は、S20で「YES」となってS22に移行する。そして、制御装置17は、今回の回転ミラー11の1回転における回転角度位置0°から180°までの連続誤認懸念回数E(n)が前回の回転ミラー11の1回転におけるE(n)と同じ数値であるか否かを判断する(S23)。同じであれば、制御装置17は、同じであったE(n)を0にクリアし(S23で「YES」、S24)、S25に移行する。
When the comparison of the received light intensity is performed for all of the 181 outgoing laser beams L, the
また、制御装置17は、上記S23で回転角度位置0°から180°までのいずれかの回転角度位置での連続誤認懸念回数E(n)が回転ミラー11の前回の1回転におけるE(n)と同じ数値でなく、前回よりも1だけ大きければ(S23で「NO」)、前回のE(n)を消去して今回のE(n)の数値をRAMに記憶し、S25に移行する。なお、このS23、S24の処理の趣旨は後述する。
In addition, the
S25では、制御装置17は、RAMのA2およびB2の両領域に格納されている今回の1回転における回転角度位置0°〜180°の受光所要時間データおよび受光強度データを、それぞれA1およびB1の両領域にコピーする(S25〜S27)。これにより、A1およびB1の両領域に格納されていた前回の1回転についての受光所要時間データおよび受光強度データは消去される。
In S25, the
その後、制御装置17は、次の1回転の距離データと受光強度データを取得し、前述したと同様にして、回転角度位置0°〜180°の間の受光所要時間データと受光強度データとをRAMのA2およびB2の各領域に格納する(S9〜S12)。続いて、制御装置17は、前術したと同様にして、RAMの領域A2,B2に格納された今回の1回転における回転角度位置0°〜180°の受光所要時間データおよび受光強度データと、領域A1およびB1に格納されている前回の1回転における回転角度位置0°〜180°の受光所要時間データおよび受光強度データとを比較する(S18で「NO」、S19、S20で「NO」の繰り返し、または、S18で「YES」、S21で「YES」と判断した後、S19、S20で「NO」、S18の繰り返し)。
Thereafter, the
ところで、ある回転角度位置方向に出射した1本のレーザー光Lについて前回と今回の受光強度に差があった場合(S18で「NO」)、制御装置17は、不審者侵入の警報処理を行う。この不審者侵入の警報処理については、本発明と直接の関係がないので、図8および図9のフローチャートには表わされていない。
By the way, when there is a difference between the previous and current received light intensity for one laser beam L emitted in a certain rotation angle position direction (“NO” in S18), the
つまり、反射物体が人(不審者)である場合、人は多少なりとも動きを伴う。図4に示すように、反射物体がセキュリティ装置の近くにいる場合(a―1)と遠くにいる場合(b−1)とでは、(a−2)および(b−2)のように、出射レーザー光Lの出射から反射物体で反射された反射レーザー光Mを受光するまでの時間は近い方が短く(t1<t2)、受光強度も近い方が強くなる(h1>h2)。そして、反射物体までの距離と受光強度との関係は、図5に示すグラフのようになる。従って、人(不審者)が監視エリア内に侵入した場合、人は動きを伴うから、レーザー光Lの出射から反射レーザー光Mの受光までの受光所要時間は、前回の1回転と今回の1回転とでは異なる。 In other words, when the reflective object is a person (suspicious person), the person moves with some degree. As shown in FIG. 4, when the reflective object is near the security device (a-1) and when it is far (b-1), as shown in (a-2) and (b-2), The closer the time from the emission of the emitted laser beam L to the reception of the reflected laser beam M reflected by the reflecting object is shorter (t1 <t2), and the closer the received light intensity is, the stronger (h1> h2). The relationship between the distance to the reflecting object and the received light intensity is as shown in the graph in FIG. Accordingly, when a person (suspicious person) enters the monitoring area, the person moves, so the time required for receiving light from the emission of the laser light L to the reception of the reflected laser light M is one rotation of the previous time and one of the current time. It is different from rotation.
そこで、制御装置17は、ある回転角度位置方向について、前回と今回の受光所要時間を比較し、両者に差があれば、不審者が居ると判断し、且つ、その回転角度位置方向を不審者の居る方向と推定すると共に、不審者までの距離を今回の受光所要時間から演算し、不審者侵入の警報処理を行う。
Therefore, the
また、前回と今回の受光強度が同じであって(S18で「YES」)、反射物体までの距離が前回と今回とで30cm以下の差しかなかった場合(S21で「YES」)には、不審者が故意に動かないように静止しているものとみなし、加えて、距離の差が0で全く動きがなければ、静止物と判断する。つまり、人は意識して静止していようとしても多少なりとも動くので、0を超え30cm以下の動きであったときには、意識して動かないように静止している不審者が居ると判断し、上述したと同様の不審者侵入の警報処理を行う。 In addition, when the light reception intensity of the previous time and this time are the same (“YES” in S18), and the distance to the reflecting object is not less than 30 cm between the previous time and this time (“YES” in S21), A suspicious person is considered to be stationary so as not to move intentionally, and in addition, if the difference in distance is zero and there is no movement, it is determined as a stationary object. In other words, even if the person is consciously trying to stand still, it will move somewhat, so if it is more than 0 and 30 cm or less, it will be judged that there is a suspicious person who is not moving consciously, A suspicious person intrusion alarm process similar to that described above is performed.
さて、2台のセキュリティ装置A,Bにおいて、それらのモータ12の回転速度に微差がある場合(通常はある)、長期間使用しているうちに、一方のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が塀24で反射されて他方のセキュリティ装置の回転ミラー11に入射し、フォトダイオード16に受光されると共に、他方のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が塀24で反射されて一方のセキュリティ装置の回転ミラー11に入射し、フォトダイオード16に受光される状況になる。
Now, if there is a slight difference (usually) between the rotational speeds of the
図6は、一方のセキュリティ装置Aから見た場合に、モータ12の或る回転角度位置において、他方のセキュリティ装置Bから出射されたレーザー光が塀24で反射されてセキュリティ装置Aの回転ミラー11に入射し、フォトダイオード16に受光される状況を示す。
FIG. 6 shows that when viewed from one security device A, the laser beam emitted from the other security device B is reflected by the
そして、一旦、このような状況になると、2台のモータ12の間での回転速度の差はごく僅かであるから、同じ回転角度位置で、他方のセキュリティ装置Bから出射されて塀24で反射されたレーザー光を受光する状態が暫く続くようになる。この間、両セキュリティ装置A,Bのモータ12の回転速度差が前述したように、一方は1secで正確に1回転するに対し、他方は(1+1/108)secで1回転するという回転速度差であると仮定した場合、他方のセキュリティ装置Bから出射されて塀24により反射されたレーザー光を受光するタイミングはモータ12の1回転毎に1/108sec遅れることとなる。
Once in such a situation, the difference in rotational speed between the two
ここで、受光タイミングのずれを、反射物体が移動したことによる結果として捉えるとする。すると、光速は約30万km(3×1010cm)であるから、受光タイミングが1/108sec遅れることは、レーザー光を出射してから反射物体で反射されて戻るまでのレーザー光の光路長が3×1010cm/108=300cm長くなったことになるので、反射物体までの距離はその1/2、つまり150cm遠くなったことと同等となる。 Here, it is assumed that the shift in the light reception timing is captured as a result of the movement of the reflecting object. Then, since the speed of light is about 300,000 km (3 × 10 10 cm), the delay in the light reception timing is 1/10 8 sec. The delay of the laser light from when the laser light is emitted until it is reflected by the reflecting object and returned. Since the optical path length is increased by 3 × 10 10 cm / 10 8 = 300 cm, the distance to the reflective object is equivalent to ½ of that, that is, 150 cm longer.
これに対し、受光強度は前回と今回とでは同じとなる。モータ12の前回の1回転と今回の1回転とで、他方のセキュリティ装置Bから出射されて塀24により反射されたレーザー光を一方のセキュリティ装置Aが受光した場合、そのセキュリティ装置Bから出射されてからセキュリティ装置Aに受光されるまでの当該レーザー光の光路長には前回と今回とで殆ど変化がないからである。
On the other hand, the received light intensity is the same between the previous time and this time. When one security device A receives the laser beam emitted from the other security device B and reflected by the
図7に以上のことが示されている。即ち、図7の(a)は1回転目、(b)は2回転目、(c)は3回転目を示す。また、出射レーザー光は一方のセキュリティ装置自身がレーザー光を出射した時点、「他からのレーザー光受光」は他方のセキュリティ装置から出射されて塀24により反射されたレーザー光を一方のセキュリティ装置が受光した時点を示し、「受光強度」は、「他からのレーザー光受光」時の受光強度を示す。
The above is shown in FIG. 7A shows the first rotation, FIG. 7B shows the second rotation, and FIG. 7C shows the third rotation. In addition, when one security device itself emits laser light, the laser light emitted from the other security device is emitted from the other security device and reflected by the
図7から明らかなように、2回目の回転時には、出射レーザー光の出射時点から他からのレーザー光受光の時点が遅れているが、他からのレーザー光受光の受光強度は1回目と同じ強度h0を示している。更に、3回目の回転時には、出射レーザー光の出射時点から他からのレーザー光受光の時点が2回目の回転時以上に遅れているが、他からのレーザー光受光の受光強度は2回目と同じ強度h0を示し、変化はない。 As is apparent from FIG. 7, at the second rotation, the time of receiving the laser light from the other is delayed from the time of emitting the emitted laser light, but the received light intensity of the laser light received from the other is the same as the first time. h0 is shown. Furthermore, at the time of the third rotation, the time of receiving the laser beam from the other is delayed more than the time of receiving the laser beam from the other, but the received light intensity of the laser beam received from the other is the same as the second time. Intensity h0 is indicated and there is no change.
このようなことから、相手側のセキュリティ装置から出射されて塀24により反射されたレーザー光を受光するようになった場合、制御装置17は、図9のS18で「YES」と判断する。そして、反射物体までの距離が30cmを超えて変化していることから、次のS21で、制御装置17は「NO」判断し、続くS28で連続誤認懸念回数E(n)をインクリメントする。
For this reason, when the laser beam emitted from the other security device and reflected by the
そして、制御装置17は、次のS29でE(n)が5以上であるか否かを判断し、5未満ならば(S29で「NO」)、回転角度位置nをインクリメントし、nが180未満ならばS18に戻り、次の1°回転した位置での受光強度を前回の1回転における同じ回転角度位置での受光強度と同じであるか否かを判断する。以後、nが180になるまで上述の動作(S18で「NO」、S19、S20で「NO」、または、S18で「YES」、S21で「YES」、S19、S20で「NO」、或いは、S18で「YES」、S21で「NO」、S28〜S30、S31で「NO」)。
Then, the
nが180になり、S20で「YES」またはS31で「YES」になると、制御装置17は、S22に移行する。すると、制御装置17は、前述したように今回の連続誤認懸念回数E(n)が前回のE(n)と同じ数値であるか否かを判断し(S24:連続誤認懸念回数差計算手段)、同じであればE(n)を0にクリアし、同じでなければ、E(n)を今回の値(前回よりも1大きい)に置き換える(S23で「YES」、S24)。次いで、制御装置17は、RAMのA2およびB2の両領域に格納されている回転位置0°〜180°までの受光所要時間データおよび受光強度データを、それぞれA1およびB1の両領域にコピーする(S22〜S27)。
When n becomes 180 and “YES” in S20 or “YES” in S31, the
その後、制御装置17は次の1回転で、前述したと同様にして、回転位置0°〜180°の間の受光所要時間データと受光強度データとを取得し(S9〜S12)、両データをRAMのA2およびB2の各領域に格納する(S13〜S16)。そして、制御装置17は、前術したと同様にして、RAMの領域A2,B2に格納された今回の1回転における回転角度位置0°〜180°の受光所要時間データおよび受光強度データと、領域A1およびB1に格納されている前回の1回転における回転角度位置0°〜180°の受光所要時間データおよび受光強度データとを比較する。
Thereafter, in the next one rotation, the
以後、今回の1回転と前回の1回転とにおける受光所要時間データと受光強度データとの比較を、その後の回転ミラー11の1回転毎に連続して行い、同じ回転角度位置nで受光強度が同じで且つ距離差が30cmを超えた回数が5以上、つまりE(n)が5以上になると、制御装置17は、S29で「YES」と判断し、S32に移行する。S32で制御装置17は、他のセキュリティ装置の出力したレーザー光の影響があると判定し(判定手段)、次のS33でモータ12を停止させ、再起動させる(再起動処理手段)。
Thereafter, the comparison between the required light reception time data and the received light intensity data in the current rotation and the previous rotation is continuously performed for each subsequent rotation of the
このとき、制御装置17は、E(n)をインクリメントした時の回転角度位置、つまり他方のセキュリティ装置Bから出射されて塀24により反射されたレーザー光を受光したとする判定回数が5以上になったときのモータ12の回転角度位置において、制御目標である一定の回転速度となるようにモータ12の再起動を制御する。
このモータ12の再起動により、2台のセキュリティ装置A,Bの回転ミラー11の回転角度位置関係が相手側のレーザー光の塀24による反射光の影響を受けないようにすることができる。
At this time, the
By restarting the
以上説明したように、本実施形態によれば、レーザー光の反射光を受光した場合、これを他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光か否かを判別することができる。
これに対し、他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光か否かを判別しない従来では(S18〜S20,S21〜S33のステップが設けられていない)、受光所要時間について前回と今回とで差があれば、侵入者ありと判断するので、他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光を受光(1回または複数回)した場合でも、不審者侵入の警報処理(侵入者が居ないにもかかわらず)を行っていた。
然るに、本実施形態では、他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光を受光しても、これを判別できるので、侵入者がいないのに侵入者有りとして警報処理を実行してしまうという恐れがない。
As described above, according to the present embodiment, when the reflected light of the laser beam is received, it is possible to determine whether this is the reflected light of the laser beam emitted from another security device.
On the other hand, in the conventional case in which it is not determined whether or not the reflected light is a laser beam emitted from another security device (the steps S18 to S20 and S21 to S33 are not provided), the time required for light reception is the previous time and the current time. If there is a difference, it is determined that there is an intruder. Therefore, even if the reflected light of the laser beam emitted from another security device is received (one or more times), alarm processing for suspicious person intrusion (intruder Did not go there).
However, in this embodiment, even if the reflected light of the laser beam emitted from another security device is received, this can be determined, so that an alarm process is executed as an intruder exists even though there is no intruder. There is no fear.
また、本実施形態で、S23において、連続誤認懸念回数E(n)が前回の回転ミラー11の1回転におけるE(n)と同じ数値であるか否かを判断し、同じ数値であれば、E(n)を0にクリアすることとした(S23で「YES」、S24)。この趣旨は、次の通りである。
Further, in this embodiment, in S23, it is determined whether or not the consecutive misidentification frequency E (n) is the same value as E (n) in one rotation of the previous
つまり、何らかの原因で、一方のセキュリティ装置から出射され塀24に反射されたレーザー光ではない別の光源からの光を、回転ミラー11のある回転角度位置nにおいて受光したとする。すると、S26でE(n)をインクリメントする。その後、回転ミラー11が1回転以上の間をおいて、同じ回転角度位置nで再び別の光源からの光を受光したとする。このようになると、仮にS23、S24のステップが設けられていないと仮定すると、E(n)が更にインクリメントされ、やがて累計で5以上となることがあり、再起動処理が実行されてしまう。しかしながら、これは一方のセキュリティ装置から出射され塀24に反射されたレーザー光ではない別の光源からの光が原因であるから、敢えて再起動処理を行わなくとも済む。
That is, for some reason, it is assumed that light from another light source that is not the laser light emitted from one security device and reflected by the
これに対し、本実施形態では、S23、S24が設けられているので、E(n)が回転ミラー11が1回転する度に連続して1ずつ繰り上がって行かないと、つまり他の光源からの光を5回転以上連続して受光しないと再起動処理を行わない。このため、無駄に再起動処理を行わずとも済むのである。
On the other hand, in this embodiment, since S23 and S24 are provided, E (n) must be raised one by one every time the rotating
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではく、以下のような拡張または変更が可能である。
S21の距離差は30cmに限られず、静止した状態の人の動きや2台のモータ12の回転速度差を考慮して適宜の値に定めればよい。
E(n)が5以上になったときのモータ12の再起動は、相手側のセキュリティ装置から出射されて塀24により反射され一方のセキュリティ装置に受光されたときのモータ12の回転角度位置で制御目標の一定の回転速度となるように制御するものに限られない。そのような制御を行わずとも、とにかく再起動させれば、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光の影響を受けるようなモータ12の回転角位置関係になることは稀であるから、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の影響を受けることを避け得る。
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be expanded or changed as follows.
The distance difference in S21 is not limited to 30 cm, and may be set to an appropriate value in consideration of the movement of a person in a stationary state and the difference in rotational speed between the two
The restart of the
回転ミラー11はモータ12の回転軸12aに直結でなく、モータ12の回転を減速して回転ミラー11に伝達する構成であっても良い。
半導体レーザー9は、モータ12の0°〜360°において、1°回転する度にレーザー光をパルス状に出射するように構成しても良い。但し、本体ケース6の窓6aから出射されるレーザー光の反射光だけが距離と受光強度の測定対象とされる。
レーザー光の出射位置は回転ミラー11が1°回転する毎に限られず、出射させる回転角度位置は何度でも良い。
E(n)は複数回、最低2回としてもよい。従って、E(n)は少なくとも2回であればよい。
The rotating
The
The emission position of the laser beam is not limited every time the
E (n) may be a plurality of times and at least twice. Therefore, E (n) may be at least twice.
図面中、1はセンサ部、2は処理部、7はレーザー光出射ユニット、8は反射光受光ユニット、9は半導体レーザー、11は回転ミラー、12はモータ、16はフォトダイオード、17は制御装置(判定手段)、22は時間計測IC、ピーク値検出回路を示す。 In the drawings, 1 is a sensor unit, 2 is a processing unit, 7 is a laser beam emitting unit, 8 is a reflected light receiving unit, 9 is a semiconductor laser, 11 is a rotating mirror, 12 is a motor, 16 is a photodiode, and 17 is a control device. (Determination means) and 22 are a time measurement IC and a peak value detection circuit.
Claims (1)
前記回転ミラーの複数回の回転において、同一の回転角度位置でレーザー光を連続して複数回受光した場合、当該複数回の受光について前記レーザー光を出射してから前記反射レーザー光を受光するまでの時間が変化し、且つ前記反射レーザー光の受光強度が変化しないとき、自身が出射したレーザー光ではなく、他から出射されて物体に反射されたレーザー光を受光したと判定する判定手段を設けたことを特徴とするセキュリティ装置。 A rotating mirror that is rotated by a motor, and each time the rotating mirror rotates by a predetermined angle, the laser beam is emitted toward the monitoring area, the emitted laser beam is reflected by an object, and the reflected laser beam is When entering the rotating mirror, the laser beam is reflected based on the rotation angle position of the rotating mirror when the laser beam is emitted and the time from when the laser beam is emitted until the reflected laser beam is received. In the security device that detects the direction of the object and the distance to the object,
When the laser beam is continuously received a plurality of times at the same rotation angle position in a plurality of rotations of the rotating mirror, the laser beam is emitted for the plurality of times of light reception until the reflected laser beam is received. When there is a change in time and the received light intensity of the reflected laser light does not change, there is provided a determination means for determining that the laser light emitted from another and reflected by the object is received instead of the laser light emitted by itself. A security device characterized by that.
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