JP2002277212A

JP2002277212A - 侵入者検出装置

Info

Publication number: JP2002277212A
Application number: JP2001075988A
Authority: JP
Inventors: Takehide Hirabayashi; 丈英平林
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】侵入者を正確に検出する侵入者検出装置を提
供する。【解決手段】一対の結像レンズ１１ａ，１１ｂの結像に
応じた位置のアレイから像信号を出力する光センサアレ
イ１２ａ，１２ｂと、この像信号を像データに変換する
信号処理部１３と、像データから侵入者までの距離デー
タを算出する距離検出回路１４と、距離データに基づい
て対象物の検出高さを算出する算出手段２１と、検出高
さに基づいて対象物は侵入者か否か判定する侵入者判定
手段２２と、を備える侵入者検出装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、施設や室内などへ
の侵入者を検出する侵入者検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、施設・室内へ侵入した侵入者
を検出する侵入者検出装置の開発がなされているが、侵
入者を検出する原理は各種採用されている。例えば、
（Ａ）人から発せられる赤外線を検出する焦電センサを
用いる検出方法、（Ｂ）発光手段から発せられた光を受
光手段にて検出する対向型赤外線センサを用いる検出方
法、などを従来技術として挙げることができる。

【０００３】さらに、（Ｃ）侵入者へ向けて光ビームを
投光し、侵入者からの反射光をＰＳＤ（Ｐosition Ｓen
sitive Ｄevice ）よりなる位置センサで検出して三角
測量の原理によって侵入者までの距離情報を求め、この
距離情報を用いて侵入者の判定を行う測距式侵入者検知
器についての発明が出願公開（特開平５−８１５７５
号，特開平５−１７２５１５号）されている。

【０００４】さらにまた、侵入者を検知するものではな
いが上記（Ａ）〜（Ｃ）と異なる検出原理が開示されて
いる例として、（Ｄ）乗車席に着座する乗員の結像を得
て、三角測量の原理によって乗員の複数の部位（胸部・
腰部・腿部など）の距離情報を求め、この距離情報を用
いて乗員の姿勢の判定を行う姿勢判別装置についての発
明が出願公開（特開平１１−２１７０５６号）されてい
る。

【０００５】この姿勢判別装置における、三角測量を用
いる測距演算処理装置による距離の測定原理について、
図１２の測距原理説明図を参照してその原理を説明す
る。図１２に示すように、結像レンズ２０１，２０２の
中心を原点Ｏとして横軸Ｘ，縦軸Ｙを設定し、それぞれ
のレンズによる結像位置をＬ₁ ，Ｒ₁ とする。また、結
像レンズ２０１の中心点Ｏ_L の座標は（−Ｂ／２，０）
で、結像レンズ２０２の中心点Ｏ_R の座標は（Ｂ／２，
０）である。対象物（被写体）の点Ｍの座標を（−ｘ，
ｙ）とし、点Ｏ_L を通り直線ＭＯに平行な直線が光セン
サアレイ２１１と交わる位置をＬ₀ 、点Ｏ_R を通り直線
ＭＯに平行な直線が光センサアレイ２１２と交わる位置
をＲ₀ とする。

【０００６】ここで、ａ_L は点Ｌ₀ と点Ｌ₁との間の距
離を表わし、ａ_R は点Ｒ₀ と点Ｒ₁との間の距離を表わ
す。Ｌ₀ ，Ｒ₀ はａ_L ，ａ_R を求める際の基準位置とな
る。このとき、△ＭＯ_L Ｏと△Ｏ_L Ｌ₁ Ｌ₀ 、△ＭＯ_R
Ｏと△Ｏ_R Ｒ₁ Ｒ₀ はそれぞれ相似であることから、（−ｘ＋Ｂ／２）ｆ＝ａ_L ・ｙ・・・・（１）（ｘ＋Ｂ／２）ｆ＝ａ_R ・ｙ・・・・（２）が成立する。これら（１），（２）式からｘを消去する
ように整理すると、ｙ＝Ｂ・ｆ／（ａ_L ＋ａ_R ）・・・・（３）となる。

【０００７】また、センサピッチをｐ、センサ数をＮと
すると、ａ_L ＋ａ_R ＝ｐ・Ｎ・・・・・（４）となることから、ｙ＝Ｂ・ｆ／（ｐ・Ｎ）・・・・・（５）とも表現される。つまり、左の光センサアレイ２１１の
結像位置Ｌ₁ と点Ｌ₀ との距離ａ_L 、および、右の光セ
ンサアレイ２１２の結像位置Ｒ₁ と点Ｒ₀ との距離ａ_R
が分かれば、上記（３）式から対象物までの距離ｙを求
められることになる。なお、かかる測距原理自体は周知
である。

【０００８】以上のような２つのイメージの相対的な位
置を決定するためには、測距演算処理装置により、例え
ば次に述べるような相関演算を行なう。両光センサアレ
イ２１１，２１２の各素子の出力は、例えば８ビットの
ディジタル信号に変換された後、図示しないメモリとし
てのレジスタに記憶され、この記憶されたデータから、
図１３の相関演算説明図に示すような、１対の計算領域
２２１，２２２が図示しない部分データ抽出部によって
選択される。この計算領域２２１，２２２は、図１３に
示すようにｎ個の素子からなり、それぞれＡ_１〜Ａ
_ｎ，Ｂ_１〜Ｂ_ｎの量子化データからなるものとする。

【０００９】ここで、センサ正面から所定の角度（図１
２でＹ軸と対象物座標Ｍと原点Ｏとを結ぶ直線ＭＯとの
なす角度）にある対象物までの距離指標（ａ_L ＋ａ_R ）
を求めるには、上記量子化データについて図示しない相
関検出・距離演算部により、図１３の如き所定大きさの
ウインドウＷ_１〜Ｗ_ｍ＋１を設定して、１アレイ単位
（１ビット）ずつ交互にずらした（ｍ＋１）組の部分集
合Ｃ_０〜Ｃ_ｍを考え、この部分集合毎に量子化データ
の差の絶対値の和からなる評価関数ｆ（Ｃ_０）〜ｆ（Ｃ
_ｍ）を計算し、この評価関数値が最小となる組み合わせ
Ｃk を求めることで、添字ｋの値から左右の像のずれ具
合が分かり、上記（３）式で示されるような（ａ_L ＋ａ
_R ）に比例する距離指標が求められることが知られてい
る（例えば、特許第２６７６９８５号，対応米国特許第
５６０２９４４号明細書または対応ドイツ特許第４１２
１１４５号公報参照）。そこで、例えば図１４の多点の
測距原理説明図に示すような計算領域２２１，２２２を
１ビット（１ピッチ：ｐ）ずつ順次ずらして行きなが
ら、各計算領域２２１，２２２について上述のような距
離指標を求める処理を行なえば、第１番目〜第ｓ番目の
計算領域からｓ個の離散的な距離データが得られるとい
うものである。従来技術としては、以上（Ａ）〜（Ｄ）
で挙げたようなものが知られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような侵入者の検出方法は各種の問題点を有している。
（Ａ）の焦電センサを用いる方法では、人以外にも赤外
線を発する小動物（例えば猫、ねずみなど）を検出する
ため、誤検出が多いという問題があった。（Ｂ）の対向
型赤外線センサを用いる検出方法では、赤外線の遮断を
検出するため、侵入者が赤外線をくぐり抜けたり飛び越
えたりするような場合には、侵入を検出できないという
問題があった。

【００１１】（Ｃ）特開平５−８１５７５号，特開平５
−１７２５１５号で開示された測距式侵入者検知器で
は、光ビームを侵入者に投光し、侵入者からの反射光を
検出するため、侵入者までの距離が遠い場合、または、
侵入者の反射率が低いような場合、侵入者から反射した
反射光の光量が不足し、侵入者までの距離が求められな
いという問題があった。

【００１２】また、（Ｄ）特開平１１−２１７０５６号
で開示された乗員の姿勢判別装置においては、三角測量
の測距原理を用いて検出性能を向上させた大変優れたも
のではあるが、侵入者を測定するためには、この測距原
理では人以外の小動物を検出すると予想されるため、単
純に適用できないという問題があった。侵入者を確実に
検出できるような新たな測距原理を用いる侵入者検出装
置が求められている。本発明は上述の（Ａ）〜（Ｄ）の
問題を解決するためになされたものであり、その目的は
侵入者を正確に検出する侵入者検出装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、光軸が平行で互いに同一結像平
面上に対象物を結像させるように配置される一対の結像
レンズと、前記一対の結像レンズの結像平面上に配置さ
れ、前記一対の結像レンズそれぞれによる結像に応じた
位置のアレイから像信号を出力する光センサアレイと、
前記光センサアレイから出力される像信号に基づいて侵
入者までの距離を測距して距離データを出力する測距手
段と、前記測距手段からの距離データ、光センサアレイ
の視野方向と地面に対する鉛直方向との交差角である視
野方向角度、および、光センサアレイの取り付け高さを
それぞれ用いて対象物の検出高さを算出する算出手段
と、前記算出手段により算出した検出高さに基づいて前
記対象物は侵入者であるか否かを判定する侵入者判定手
段と、を備えることを特徴とする。

【００１４】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の侵入者検出装置において、前記侵入者判定手段は、前
記対象物の検出高さが予め定められた判定高さよりも高
い場合には前記対象物が侵入者であると判定することを
特徴とする。

【００１５】また、請求項３の発明は、請求項１または
請求項２に記載の侵入者検出装置において、前記光セン
サアレイは、視野方向角度が異なるように高さをそれぞ
れ相違させて結像平面上に配置される複数対の光センサ
アレイであって、複数対の光センサアレイはそれぞれ異
なる視野方向角度による対象物の像信号を検出し、前記
算出手段および前記侵入者判定手段により、それぞれ異
なる視野方向について侵入者判定されることを特徴とす
る。

【００１６】また、請求項４の発明は、請求項１〜請求
項３の何れか１項に記載の侵入者検出装置において、前
記光センサアレイは、複数列に分割されるアレイであっ
て、全アレイのうち一部の複数アレイをもって定義され
る１のウィンドウから出力される像信号を用いることを
特徴とする。

【００１７】また、請求項５の発明は、請求項１〜請求
項４の何れか１項に記載の侵入者検出装置において、前
記侵入者判定手段は、前回の距離データから最新の距離
データを引いた差が予め定められた判定距離よりも大き
い場合のみ、前記対象物が侵入者であるか否かについて
の判定を行うことを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の侵入者
検出装置の実施形態について説明する。なお、各図にお
いて同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。図１は
本発明の実施形態の概略構成図である。侵入者検出装置
は、距離センサ１０、マイクロコンピュータ２０を少な
くとも備えている。さらに、距離センサ１０は、結像レ
ンズ１１と、光センサアレイ１２と、信号処理部１３
と、距離検出回路１４とを備えている。本実施形態で
は、本発明の測距手段は、信号処理部１３と距離検出回
路１４とが該当する。また、マイクロコンピュータ２０
は、プログラムとして算出手段２１と、侵入者判定手段
２２とを備える。距離センサ１０からマイクロコンピュ
ータ２０へは距離データが送信されるようになされてい
る。

【００１９】図２は、本実施形態の距離センサの詳細構
成図、図３は、光センサアレイの配置図である。結像レ
ンズ１１は、図２で示すように一対の結像レンズ１１
ａ，１１ｂであり、光軸が平行であって、光軸の基線長
がＢとなるように配置される。光センサアレイ１２は、
たとえば、ＣＣＤリニアアレイセンサであり、本実施形
態では、図３で示すように上段ラインに一対の光センサ
アレイ１２ａ，１２ｂが、中段ラインに光センサアレイ
１２ｃ，１２ｄが、下段ラインに光センサアレイ１２
ｅ，１２ｆがそれぞれ配置されている。

【００２０】これら上・中・下段ラインの光センサアレ
イ１２ａ〜１２ｆは、それぞれ結像レンズ１１ａ，１１
ｂに対して焦点距離ｆの位置となるように配置されてお
り、結像レンズ１１ａ，１１ｂによりおのおの結像され
た対象物１００の像を像信号ａ，ｂに変換し信号処理部
１３に出力する。なお、信号処理部１３からは処理が同
じであるため、中段ラインの光センサアレイ１２ｃ，１
２ｄ、下段ラインの光センサアレイ１２ｅ，１２ｆにつ
いてはその説明を省略することとし、上段ラインの光セ
ンサアレイ１２ａ，１２ｂを代表として以下説明するこ
ととする。

【００２１】信号処理部１３は、増幅器１５ａ，１５
ｂ、Ａ／Ｄ変換器１６ａ，１６ｂ、記憶装置１７を備え
ている。光センサアレイ１２ａ，１２ｂからの像信号
ａ，ｂは、増幅器１５ａ，１５ｂで増幅され、Ａ／Ｄ変
換器１６ａ，１６ｂでデジタルデータに変換され、像デ
ータａ、ｂとして記憶装置１７に出力される。

【００２２】距離検出回路１４は、マイクロコンピュー
タからなる回路で、記憶装置１７に記憶された左右の像
データａ、ｂを用いて、三角測量の原理により、対象物
１００までの距離を算出し、距離データとして外部に出
力する。なお、図には示していないが、残りの２対の光
センサアレイ１２ｃ，１２ｄおよび光センサアレイ１２
ｅ，１２ｆも同様に信号処理部１３に接続され、それぞ
れ同様に求められた距離データが、外部にあるマイクロ
コンピュータ２０へ出力される。マイクロコンピュータ
２０内の算出手段２１および侵入者判定手段２２は距離
データに基づき、後に詳述する原理により対象物が侵入
者であるか否かについて判定を行う。

【００２３】続いて、侵入者検出装置の設置態様につい
て説明する。図４は室内に設置した侵入者検出装置の設
置を説明する斜視図、図５は同じく側面視図である。図
４，図５において、距離センサ１０は室内１の壁１ａな
どに取り付けられ対象物（侵入者）１００を検出するよ
うに配置される。図４で示す水平方向Ａ側から眺めた側
面視図である図５でも明らかなように、距離センサ１０
は、基準となる地面に平行である水平方向Ｂに対しその
光軸方向が取付角度θ_ｓとなる角度に傾けて下側を見下
ろすように、取付高さＨ_ｓの高さに配置されている。

【００２４】先に説明した３対の光センサアレイはそれ
ぞれ図４，図５において測定視野３〜５に示されるそれ
ぞれの領域によって囲まれた部分を測定視野として持
つ。すなわち、光センサアレイ１２のうち上段ラインに
ある光センサアレイ１２ａ，１２ｂの測定視野３は一点
鎖線により決定される領域であり、光センサアレイ１２
のうち中段ラインにある光センサアレイ１２ｃ，１２ｄ
の測定視野４は実線にて囲まれる領域であり、また、光
センサアレイ１２のうち下段ラインにある光センサアレ
イ１２ｅ，１２ｆの測定視野５は点線にて囲まれる領域
である。これらは、いずれも対象物に対して上側から見
下ろすような測定視野となる。

【００２５】次に侵入者の検出原理について説明する。
まず、距離センサによる距離データの算出方法について
述べる。なお、光センサアレイは３対存在しているが３
対はそれぞれ同様な原理にて動作するため、ここではこ
のうち上段ラインにある光センサアレイ１２ａ，１２ｂ
の対を例にして距離データの算出方法を説明する。

【００２６】図６は距離検出の原理説明図である。各結
像レンズ１１ａ、１１ｂの基線長Ｂの中点を原点Ｏとし
て横軸Ｘ、縦軸Ｙを設定し、対象物１００が位置する点
Ｍの座標は（−ｘ，ｙ）であるとする。この場合におい
て、結像位置Ｌ_１，Ｒ_１の座標はそれぞれ（−Ｂ／２−
ａ_Ｌ１，−ｆ），（Ｂ／２＋ａ_Ｒ１，−ｆ）、結像レン
ズ１１ａの中心点Ｏ_Ｌの座標は（−Ｂ／２，０）、結像
レンズ１１ｂの中心点Ｏ_Ｒの座標は（Ｂ／２，０）、点
ＭからＸ軸に下ろした垂線とＸ軸との交点Ｎの座標は
（−ｘ，０）、点Ｏ_Ｌから光センサアレイ１２ａに降ろ
した垂線の位置Ｌ _０の座標は（−Ｂ／２，−ｆ）、点Ｏ
_Ｒから光センサアレイ１２ｂに降ろした垂線の位置Ｒ_０
の座標は（Ｂ／２，−ｆ）である。

【００２７】このとき△ＭＯ_ＬＮと△Ｏ_ＬＬ_１Ｌ_０、△
ＭＯ_ＲＮと△Ｏ_ＲＲ_１Ｒ_０はそれぞれ相似であるから、
以下の式が成立する。（−ｘ＋Ｂ／２）ｆ＝（ａ_Ｌ１）ｙ・・・（６）（ｘ＋Ｂ／２）ｆ＝（ａ_Ｒ１）ｙ・・・（７）数式（６）、（７）からｘを消去するように整理する
と、ｙ＝Ｂ・ｆ／（ａ_Ｌ１＋ａ_Ｒ１）・・・・（８）となり、結像位置Ｌ_１、Ｒ_１のｘ座標ａ_Ｌ１、ａ_Ｒ１が
わかれば、対象物１００までの距離Ｌが算出できる。
（三角測量の原理）

【００２８】信号処理部１３では、結像位置Ｌ_１、Ｒ_１
のｘ座標ａ_Ｌ１、ａ_Ｒ１を示す像データを計測する。具
体的には、光センサアレイ１２ａ，１２ｂからの像信号
ａ，ｂが、増幅器１５ａ，１５ｂで増幅され、Ａ／Ｄ変
換器１６ａ，１６ｂでデジタルデータに変換された後、
像データａ、ｂとして記憶装置１７に出力される。この
記憶装置１７に記憶された像データａ，ｂは距離検出回
路１４へ出力される。

【００２９】続いて、像データａ，ｂを用いる測距につ
いて説明する。図７は距離検出回路１４の動作説明図で
ある。距離検出回路１４は、図７の実線に示すような、
フォトセンサアレイ１２ａ，１２ｂ上の像データａ，ｂ
のうち設定した測距範囲１１０にて検出された像データ
のみ比較する。この測距範囲１１０は、予め範囲の中心
が設定されている。

【００３０】そして、像データが一致しなければ、同図
の破線のように、例えばフォトセンサアレイ１２ａの左
の像データａを右に、フォトセンサアレイ１２ｂの右の
像データｂを左に順次シフトして比較していき、像デー
タａ、ｂが一致したときのシフト量を検出する。結像位
置Ｌ_１、Ｒ_１のＸ座標ａ_Ｌ１、ａ_Ｒ１はこのシフト量に
一致するので、距離検出回路１４は、シフト量ａ_Ｌ１、
ａ_Ｒ１から、対象物までの距離ｙを、先に説明した数式
（８）により算出できる。

【００３１】しかしながら、距離データの算出におい
て、像データを移動させることは困難であるため、現実
には、測距範囲１１０を移動させて像データが一致する
場合の測距範囲１１０のシフト量を算出することとな
る。図８は、距離センサ１０側から対象物（侵入者）１
００を眺めたときの各センサアレイのライン状の視野を
表した図である。

【００３２】図８では３対ある光センサアレイの左側で
ある光センサアレイ１２ａ，１２ｃ，１２ｅにおいて
は、列状にならぶ複数個のセンサアレイを有している。
このセンサアレイの中から連続する複数個のセンサアレ
イからなる測定ウィンドウを定める。そして、各測定ウ
ィンドウに対して当該測定ウィンドウを代表するセンサ
アレイを決定する。図８においては当該測定ウィンドウ
の中心のセンサアレイとなる。なお、この場合中心とな
り得ない光センサアレイの両端領域は代表するセンサア
レイの対象から除かれることとなる。

【００３３】このようにして決定したウィンドウの配列
順に対応して測定ウィンドウ番号（以下、測定ウィンド
ウＮｏ．と略記する）をつける。例えば、図８で水平に
置かれた光センサアレイ１２ａにおいて、左側のウィン
ドウから右側のウィンドウに向かって順に、０，１，
２，・・・（全ウィンドウ数−１）のようにウィンドウ
Ｎｏ．をつける。ここで、測定ウィンドウは上段ライン
（ラインＮｏ．０）・中段ライン（ラインＮｏ．１）・
下段ライン（ラインＮｏ．２）の光センサアレイ毎に、
且つ光センサアレイ上に所定の等間隔（ＷＰ）に並ぶよ
うに定義されている。そして距離検出回路１４は、この
ウィンドウＮｏ．ごとに、対となる当該ウィンドウ内の
対象物の画像相互の相関を求めて上述の原理により、距
離を算出し、このウィンドウＮｏ．ごとに求めた距離デ
ータを出力する。

【００３４】次に距離データを用いる侵入者の判定原理
について説明を行う。図９，図１０はマイクロコンピュ
ータ２０の動作手順を示すフローチャートである。ま
ず、動作開始後、ステップＳ１で距離測定を行う。距離
測定は全てのラインの全てのウィンドウについて行われ
る。ラインがｉ、ウィンドウがｊである測定箇所の距離
データｄ（ｉ，ｊ）で表される。次にステップＳ２で
は、ラインＮｏ．の初期設定を行う。すなわちｉ＝０と
設定される。

【００３５】次にステップＳ３では、ウィンドウＮｏ．
の初期設定を行う。すなわちｊ＝０と設定される。次に
ステップ４では、距離データｄ（ｉ，ｊ）と比較距離デ
ータの差ｄｆを求める。比較距離データは前回の測定時
における距離データｄ（ｉ，ｊ）であり、これをｄ’
（ｉ，ｊ）で表すと、ｄｆ＝ｄ’（ｉ，ｊ）−ｄ（ｉ，ｊ）・・・（９）として表せる。

【００３６】次にステップＳ５では、判定距離と差ｄｆ
とを比較し、差ｄｆ＞判定距離を満たす、すなわち同一
箇所の距離データが変化したならば、測定ステップＳ６
に進み、変化していないならば、ステップＳ１０へジャ
ンプする。このステップＳ５では、移動物でないような
対象物は、室内に配置された家具・設置機器のような静
止物である、つまり小動物・人のような移動体ではない
と判断するものであり、このような場合は侵入者である
か否かという不要な処理を省くことができる。

【００３７】ステップＳ５で距離データが変化した、つ
まり移動体であると判定されるならばステップＳ６で、
対象物１００の検出高さｈが次の式に基づいて計算され
る。ｈ＝Ｈ_ｓ−ｄ（ｉ，ｊ）／tanθ_ｉ・・・（１０）ここで、ｈは検出高さ、Ｈ_ｓは取付高さ、θ_ｉは鉛直方
向を基準としたときのラインｉの視野方向角度（図１１
参照）である。図１１は、距離センサ２を図４で示す水
平方向Ａから眺めた側面視図である。このうち、ｍ_０，
ｍ_１，ｍ_２はそれぞれライン０〜２の光軸からの距離で
ある。ｍ_０，ｍ_１，ｍ_２の符号は上向きが正、下向きが
負である。例えば図１１においてはｍ_０，ｍ_１の符号は
正、ｍ_２の符号は負である。これら距離センサを取り付
けている壁１ａの垂直方向は鉛直方向に一致するものと
考えて上記計算を行う。

【００３８】θ_ｓを取付角度とすると、θ_ｉはライン０
〜２についてそれぞれ図１１を基にして下記のように計
算される。 θ_０＝９０°−｛tan^−１（ｍ_０／ｆ）＋θ_ｓ｝・・・（１１） θ_１＝９０°−｛tan^−１（ｍ_１／ｆ）＋θ_ｓ｝・・・（１２） θ_２＝９０°−｛tan^−１（ｍ_２／ｆ）＋θ_ｓ｝・・・（１３）これらθ_０、θ_１、θ_２を先に説明した（１０）式
に代入して高さを求めることとなる。ステップＳ６で対
象物の高さｈを計算した後に、次にステップＳ７に進
む。

【００３９】ステップＳ７では上記の高さｈが予め定め
られた判定高さよりも高いか否か判定を行う。ステップ
Ｓ７において、ｈ＞判定高さであれば、対象物１００は
侵入者と判定してステップＳ８に進み、ｈ＞判定高さで
ないならば、対象物１００は侵入者でないと判定してス
テップＳ９へジャンプする。上記の判定高さは対象物１
００が人かそうでないかを判定するために適切な値（例
えば成人のほとんどの人の身長を下回る１ｍなど）が設
定される。これにより、ステップＳ５で移動体であると
判定された対象物１００がさらにステップＳ７で人であ
るか小動物であるかが判定され、誤検出が防止される。

【００４０】次に、ステップＳ１０では、前記ステップ
Ｓ４で用いられた比較距離データが次式により作成され
る。ｄ’（ｉ，ｊ）＝ｄ（ｉ，ｊ）・・・（１４）この比較距離データｄ’（ｉ，ｊ）は次回の距離測定の
ステップＳ４で使用される。作成終了後はステップＳ１
１に進む。

【００４１】ステップＳ１１ではｊが最大ウィンドウＮ
ｏ．でないならば、ステップＳ１２にてｊを加算した
後、状態Ｃに戻り、状態Ｃから状態Ｄまでのステップを
繰り返す。ステップＳ１１においてｊが最大ウィンドウ
Ｎｏ．ならば、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３
において、ｉが最大ラインＮｏ．でないならば、ステッ
プＳ１４にてｉを加算した後、状態Ｂに戻り、状態Ｂか
らステップ１１までステップを繰り返す。ステップＳ１
３において、ｉが最大ラインＮｏ．であれば、ステップ
Ｓ１５に移る。ステップＳ１５では待機時間を設定し、
ステップＳ１６で一定時間待機し、待機終了後、状態Ａ
に戻る。以降この動作を繰り返すことにより、常時、侵
入者の検出を行う。

【００４２】以上、本実施形態によれば、３本の光セン
サアレイにより視野角度をそれぞれ異ならせているた
め、図４，図５でも明らかなように、侵入者が部屋内の
どこに位置していても、確実に検出することが可能とな
る。例えば、図５の点線で示した侵入者を検知すること
ができるようになる。また、光センサアレイ１１は、室
内１が狭いような場合は少なくとも１本あれば検出が可
能であり、距離センサ１０の配置および測定視野角度等
を適宜調節すれば充分使用に耐えうるものである。ま
た、本実施形態では３対の光センサアレイとしたが、３
対に限定するという趣旨ではなく、１対、または、２
対，４対という複数対の光センサアレイとすることがで
きる。光センサアレイ数が多ければ図４，図５でも明ら
かなように検出可能な領域が広がるため、広い室内１で
も使用が可能となる。このように、光センサアレイ数、
測定視野角度、取り付け高さは部屋の大きさに応じて適
宜設定される。

【００４３】また、本実施形態では左右２本の光センサ
アレイを以て一対としているが、例えば２本分の長さが
ある１本の光センサアレイとし、仮想的に一対あるよう
に取り扱っても良い。本発明では一対の光センサアレイ
というときは、このような長尺の１本の光センサアレイ
を用いて１対の光センサアレイとして用いてもよい。さ
らにまた、本実施形態では左右２本の光センサアレイを
以て一対とし、それらが上下方向に複数対本配置された
ものとしているが、例えばセンサアレイが複数行・複数
列にわたりマトリクス状に配置されたような平面上の光
センサアレイであっても、ウィンドウＮｏ・ラインＮｏ
が設定でき、測距手段により距離を算出することがで
き、本発明を実施することができる。これらはコスト等
が勘案されて適宜選択・設計される。

【００４４】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明によ
れば、距離センサおよび光センサアレイを用いて対象物
の像データを得て、信号処理部・距離検出回路が対象物
までの距離データを検出することにより、この距離デー
タと、距離センサの取り付け高さ、各光センサアレイの
視野方向と鉛直方向との交差角である傾き角度、とか
ら、対象物の高さを計算し、対象物が人間程度の身長を
持ち、かつ移動する場合にこの対象物を侵入者であると
判定するために、小動物を侵入者と誤って検出するとい
う事態は発生せず、信頼性の高い侵入者検出装置を提供
することが可能である。

【００４５】また、この侵入者検出装置において距離セ
ンサは、光ビームを侵入者に投光するものではなく、侵
入者からの自然光の反射光によって得られる光センサア
レイ上の画像の比較によって侵入者までの距離を求める
ために、侵入者までの距離や、侵入者の反射率に左右さ
れず、侵入者までの距離を求めることが可能であり、侵
入者を確実に検出することができる。

【００４６】また、請求項２に記載の発明によれば、侵
入者検出装置は、対象物の高さが判定高さよりも高い場
合に対象物が侵入者であることを判定する侵入者判定手
段を備えているため、人より背が低いような小動物を侵
入者と判定することなく、精度の高い侵入者検出が可能
である。

【００４７】また、請求項３に記載の発明によれば、こ
の侵入者検出装置において距離センサは複数対の光セン
サアレイを備えるものとした。これにより室内・施設な
どの広い範囲においても、侵入者の存在する場所に関わ
りなく、侵入者を確実に検出することができる。さらに
侵入者が検出領域を飛び越えたりくぐり抜けたりしたた
め侵入者が検出できないという事態を防止することが可
能である。

【００４８】さらに請求項４に記載の発明によれば、複
数列に分割される全アレイのうち一部の複数アレイをも
って定義される１のウィンドウから出力される像信号を
用いることとした。これにより、プログラム処理により
シフト量を算出することが可能となる。

【００４９】さらに請求項５記載の発明によれば、侵入
者検出装置は、侵入者判定手段において距離センサの各
ライン上の測定ウィンドウ別の距離データのうち、前回
の距離データから最新の距離データを引いた差が判定距
離よりも大きい距離データについてのみ、対象物が侵入
者か否かであるかの判定を行う。つまり、静止物は家具
・設備機器などであるとして侵入者判定の対象から外
し、侵入者などの移動体についてのみ判定することとな
る。これにより、精度の高い侵入者検出が可能である。

【００５０】総じて、本発明によれば、侵入者を正確に
検出する侵入者検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の概略構成図である。

【図２】本発明の実施形態の距離センサの詳細構成図で
ある。

【図３】光センサアレイの配置図である。

【図４】室内に設置した侵入者検出装置の設置を説明す
る斜視図である。

【図５】室内に設置した侵入者検出装置の設置を説明す
る側面視図である。

【図６】距離検出の原理説明図である。

【図７】距離検出回路の動作説明図である。

【図８】距離センサ側から対象物（侵入者）を眺めたと
きの各光センサアレイのライン状の視野を表した図であ
る。

【図９】マイクロコンピュータ２０の動作手順を示すフ
ローチャートである。

【図１０】マイクロコンピュータ２０の動作手順を示す
フローチャートである。

【図１１】距離センサの側面視図である。

【図１２】測距原理説明図である。

【図１３】測距原理における相関演算説明図である。

【図１４】多点の測距原理説明図である。

【符号の説明】

１０距離センサ１１結像レンズ１１ａ，１１ｂ結像レンズ１２光センサアレイ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ光センサアレイ１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ光センサアレイ１３信号処理部１４距離検出回路１５ａ、１５ｂ増幅器１６ａ、１６ｂＡ／Ｄ変換器１７記憶装置２０マイクロコンピュータ２１算出手段２２侵入者判定手段１室内１ａ壁３上段ライン（ラインNo0）の
測定視野４中段ライン（ラインNo1）の
測定視野５下段ライン（ラインNo2）の
測定視野１００対象物（侵入者）１１０測距範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA06 AA24 CC16 FF09 GG09 JJ02 JJ05 JJ07 JJ25 LL04 UU05 UU07 2F112 AC03 BA01 CA12 FA03 FA07 FA21 FA45 5C084 AA02 AA07 AA08 AA13 BB05 CC16 CC19 DD11 DD57 EE01 EE02 GG21 GG42 GG43 GG56 GG57 GG78

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸が平行で互いに同一結像平面上に対象
物を結像させるように配置される一対の結像レンズと、前記一対の結像レンズの結像平面上に配置され、前記一
対の結像レンズそれぞれによる結像に応じた位置のアレ
イから像信号を出力する光センサアレイと、前記光センサアレイから出力される像信号に基づいて侵
入者までの距離を測距して距離データを出力する測距手
段と、前記測距手段からの距離データ、光センサアレイの視野
方向と地面に対する鉛直方向との交差角である視野方向
角度、および、光センサアレイの取り付け高さをそれぞ
れ用いて対象物の検出高さを算出する算出手段と、前記算出手段により算出した検出高さに基づいて前記対
象物は侵入者であるか否かを判定する侵入者判定手段
と、を備えることを特徴とする侵入者検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の侵入者検出装置におい
て、前記侵入者判定手段は、前記対象物の検出高さが予め定
められた判定高さよりも高い場合には前記対象物が侵入
者であると判定することを特徴とする侵入者検出装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の侵入者検
出装置において、前記光センサアレイは、視野方向角度が異なるように高
さをそれぞれ相違させて結像平面上に配置される複数対
の光センサアレイであって、複数対の光センサアレイはそれぞれ異なる視野方向角度
による対象物の像信号を検出し、前記算出手段および前
記侵入者判定手段により、それぞれ異なる視野方向につ
いて侵入者判定されることを特徴とする侵入者検出装
置。
【請求項４】請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の
侵入者検出装置において、前記光センサアレイは、複数列に分割されるアレイであ
って、全アレイのうち一部の複数アレイをもって定義される１
のウィンドウから出力される像信号を用いることを特徴
とする侵入者検出装置。
【請求項５】請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の
侵入者検出装置において、前記侵入者判定手段は、前回の距離データから最新の距
離データを引いた差が予め定められた判定距離よりも大
きい場合のみ、前記対象物が侵入者であるか否かについ
ての判定を行うことを特徴とする侵入者検出装置。