JP2006011594A - 自律走行監視装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】日光の照射および気温の変動などの影響を受けず、不審者を正確に検出することができる自律走行監視装置を提供することを目的としている。
【解決手段】監視装置の本体１と、制御手段５と、本体１を走行経路に沿って移動走行させる走行手段７と、走行中の位置を認識し走行経路を記憶する走行位置認識手段４と、障害物の有無および障害物までの距離を検知する障害物検知手段２と、走行経路上の特定の位置を記憶する特定位置記憶手段６と、人の存在を検出する人感手段３とを有し、制御手段５は、特定位置記憶手段６に記憶される場所で本体１を停止して人感手段３を作動させ、障害物検知手段２と併用で人の存在を検出するため、日光の照射や温度の変化などの影響を受けず、不審者を正確に検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の経路を自律走行しながら不審者の侵入を検出する自律走行監視装置およびプログラムに関するものである。

従来、オフィスや家庭などのセキュリティに用いる監視装置は、一般に赤外線センサを用いて人体から放射される赤外線の変化により人体の検出を行うか、超音波センサを用いて超音波を送信し、物体で反射された反射波の変化により動体を検出するものであった（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１５９１８７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、赤外線センサはセンサに入射する赤外線の変化を検出するものであるから、日光の照射および気温の変化などの影響を受け、誤検出することがあった。また、超音波センサで反射波の変化を検出する場合、それだけでは人体によるものか他のものか判定することは難しかった。

本発明では、前記従来の課題を解決するもので、日光の照射および気温の変動などの影響を受けず、不審者を正確に検出することができる自律走行監視装置およびプログラムを提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の自律走行監視装置およびプログラムは、監視装置の本体と、制御手段と、本体を所定の走行経路に沿って移動走行させる走行手段と、走行中の位置を認識し走行経路を記憶する走行位置認識手段と、障害物の有無および障害物までの距離を検知する障害物検知手段と、前記走行経路上の特定の位置を記憶する特定位置記憶手段と、人の存在を検出する人感手段とを有し、前記制御手段は、前記特定位置記憶手段に記憶される場所で本体を停止して前記人感手段を作動させ、前記障害物検知手段と併用で人の存在を検出するものである。

これによって、人感手段が人から放射される赤外線の変化を検出するものであっても、障害物検知手段の障害物の距離変化と併用することで、人感手段を単独で人体検出を行う場合に比較して日光の照射や温度の変化などの影響を受けず、不審者を正確に検出することができる。

本発明の自律走行監視装置およびプログラムは、日光の照射および気温の変動などの影響を受けず、不審者を正確に検出することができる。

第１の発明は、監視装置の本体と、制御手段と、本体を所定の走行経路に沿って移動走行させる走行手段と、走行中の位置を認識し走行経路を記憶する走行位置認識手段と、障害物の有無および障害物までの距離を検知する障害物検知手段と、前記走行経路上の特定の位置を記憶する特定位置記憶手段と、人の存在を検出する人感手段とを有し、前記制御手段は、前記特定位置記憶手段に記憶される場所で本体を停止して前記人感手段を作動させ、前記障害物検知手段と併用で人の存在を検出する自律走行監視装置とすることにより、人感手段が人から放射される赤外線の変化を検出するものであっても、障害物検知手段の障害物の距離変化と併用することで、人感手段を単独で人体検出を行う場合に比較して日光の照射や温度の変化などの影響を受けず、不審者を正確に検出することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、特定位置記憶手段に記憶される場所で走行手段を制御して回動走行と停止を繰り返し、本体を１回転させ、走行手段の停止中に人感手段と障害物検知手段の併用で人の存在を検出することにより、特定位置記憶手段に記憶されている走行経路上の特定の場所で本体の全方位で人感手段と障害物検知手段と併用により人の存在を検出するので、日光の照射や温度の変化などの影響を受けずに、本体の全方位の不審者を正確に検出することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、走行位置認識手段は、障害物検知手段による障害物までの距離の変化検知と人感手段が作動した場合の本体の位置を記憶し、制御手段は次回の走行時に前記走行位置認識手段に記憶された場所で前記人感手段と前記障害物検知手段との併用で人の存在を検出する時間を延長することにより、前回、人の存在を検出した場所では再度、検出する可能性が高く通常より長い期間、人感手段と前記障害物検知手段とにより検出するので不審者を検出する確度を高めることができる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、走行位置認識手段に記憶された場所で、障害物検知手段による障害物までの距離の未変化検知と人感手段が未作動の場合、制御手段は次回の走行時に前記人感手段と前記障害物検知手段との併用で人の存在を検出する時間を延長せず所定の時間とすることにより、人の存在が未検出時には、次回の検出時間は通常の時間（時間短縮）とし、効率よい本体動作および不審者検出をすることができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、障害物検知手段による障害物までの距離の変化検知と人感手段が作動した場合に、画像を撮影する画像撮影手段を備えたことにより、人感手段と障害物検知手段との併用で人の存在を検出した場所の画像を撮影し、後で使用者が侵入現場の状況を確認することできる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、画像撮影手段は、撮影した複数の画像より動体検知を行い人感手段との併用で人の存在を検出することにより、人感手段単独ではなく画像処理による動態検出と併用で人の存在を検出するので、日光の照射や温度の変化などの影響を受けずに、不審者を正確に検出することができる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明における自律走行監視装置の少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラムとすることにより、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバーなどのハードリソースを協働させて自律走行監視装置の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また、記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることで、プログラムの配布が簡単にできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１〜図６は、本発明の実施の形態における自律走行装置を示すものである。

図１に示すように、本実施の形態における自律走行装置は、監視装置の本体１と、超音波センサを用いて超音波を送信し障害物により反射された反射波の検知により障害物の有無および障害物までの距離を検知する障害物検知手段２と、焦電センサなどを用いて人体から放射される赤外線の変化により人体の存在を検出する人感手段３と、走行中の位置を認識し走行経路を記憶する走行位置認識手段４と、制御手段５と、前記走行経路上の特定の位置を記憶する特定位置記憶手段６と、本体１を所定の走行経路に沿って移動走行させる、駆動手段７ａ、駆動輪７ｂおよび従輪７ｃからなる走行手段７と、画像を撮影する画像撮影手段８とを備えている。

前記走行位置認識手段４は、走行手段７からの出力で駆動輪７ｂの回転数より求まる走行距離とジャイロセンサなど（図示せず）で検出する本体１の走行方向とから本体１の位置する座標を計算して本体位置を認識し、かつ走行経路２０（図２）を記憶するものである。

また、制御手段５は、前記障害物検知手段２、人感手段３、走行位置認識手段４、特定位置記憶手段６の出力を受け、前記走行手段７、障害物検出手段２、人感手段３、画像撮影手段８を制御するものである。すなわち、制御手段５は、前記特定位置記憶手段６に記憶される場所で本体１を停止して人感手段３を作動させ、障害物検知手段２との併用、または画像撮影手段８との併用で人の存在を検出するように制御する。

次に、図２に本実施の形態における自律走行監視装置の監視動作の走行経路と、走行経路を走行位置認識手段４が記憶する様子を示している。まず、自律走行監視装置は、巡回して監視動作を行う走行経路２０と、走行経路２０上で人感手段３などを動作させ人体の存在を検出する場所を事前に指定し、その場所を特定位置記憶手段６に記憶させておく（これを予備動作とする）。

図２において、本体１が本監視動作の前に走行経路２０を壁などの障害物２１を回避しながら走行すると、走行位置認識手段４は、図のように走行手段７からの出力で駆動輪７ｂの回転数より求まる走行距離と本体１の走行方向とから本体１の位置する座標を計算してその座標を記録していく。図のように、Ａ地点をスタート地点として、本体１が走行経路２０を一周すると走行位置認識手段４に記憶される走行経路２０は、スタート地点を座標の原点として（０，０）（１，０）・・・（ｎ，０）（ｎ，１）・・・（ｎ，ｍ）・・・（ｎ＋ｉ，ｍ）・・・（ｎ＋ｉ，ｍ＋ｊ）・・・（０，ｍ＋ｊ）・・・（０，０）となる。なお、走行位置認識手段４は、１座標単位を本体１の縦および横の幅としている。そして、特定位置記憶手段６に、Ｂ地点のように障害物検知手段２と人感手段３を併用し監視を行う場所の座標（ｋ，ｊ）を記憶している（この監視を行う場所の座標は予め設定、または予備動作中に本体１がＢ地点を通過する際に入力手段（図示せず）から入力されるものとする）。

図３のフローチャートは、本実施の形態における自律走行監視装置の予備動作を示すものである。

まず、本体１を図２に示すように、例えば、壁などで囲まれた部屋の左下隅に進行方向（図２において右方向）に向けて設置して本体１を起動する。本体１は起動されると走行を始める前に、まず、本体１の現在の方向を走行方向の０°方向として初期化する（ステップ３１）。また、走行距離も０（ゼロ）に初期化する（ステップ３２）。そして、走行位置認識手段４の認識する本体１の座標を原点（０，０）に初期化する（ステップ３３）。

次に、制御手段５が駆動輪７ｂを制御して本体１の走行を開始し（ステップ３４）、障害物検知手段２で本体１前方に障害物を検知するまで壁２１に沿って（壁２１との距離を一定間隔に保ちながら）走行する。この間、走行位置認識手段４で駆動輪７ｂの回転数から走行距離とジャイロセンサなどで検出する本体１の走行方向とから本体１の位置する座標を計算して本体位置を認識し、記憶していく（ステップ３５）。

図２のＢ地点のような監視を行う特定位置に本体１が差し掛かり、入力手段（図示せず）から記憶指示入力がなされた場合（ステップ３６）、その位置を特定位置記憶手段６に記憶する（ステップ４０）。

前方に障害物を検知すると（ステップ３７）、本体１を停止し（ステップ３８）、原点座標でなければ（ステップ３９）、本体前方に検知していた障害物を検知しなくなるまで反時計回りに回転する（ステップ４１）。そして、ステップ３４に戻り、以下ステップ３９までの動作を繰り返し行う。このような動作を繰り返し、本体１が原点座標（０，０）に戻った場合（ステップ３９）、本体１をスタート時の方向である０°方向に回転して向け（ステップ４２）、予備動作を終了する。

次に、図４のフローチャートは、自律走行監視装置の予備動作後の巡回警戒動作を示す。

予備動作が終了し、巡回動作が開始されると本体１の現在の方向を走行方向の０°方向として初期化する（ステップ５１）。また、走行距離も０（ゼロ）に初期化する（ステップ５２）。そして、走行位置認識手段４の認識する本体１の座標を原点（０，０）に初期化する（ステップ５３）。

そして、制御手段５が駆動輪７ｂを制御して本体１の走行を開始し（ステップ５４）、障害物検知手段２で本体１前方に障害物を検知するまで壁２１に沿って（壁２１との距離を一定間隔に保ちながら）走行する。この間、走行位置認識手段４で駆動輪７ｂの回転数から走行距離とジャイロセンサなど（明示せず）で検出する本体１の走行方向とから本体１の位置する座標を計算して本体位置を認識し、記憶していく（ステップ５５）。

また、走行位置認識手段４では同時に上記のように計算、認識した本体位置と特定位置記憶手段６に記憶している特定位置の座標とを比較していき、予備動作で記憶した特定位置に本体１が差し掛かると（特定位置記憶手段６に記憶している座標と同じ座標になった場合）、監視動作を行う（ステップ５７）。

ここで、図５の監視動作のフローチャートを用いて監視動作を説明する。予備動作で記憶した特定位置に本体１が差し掛かると制御手段５は本体１を停止させる（ステップ７０）。この停止中に人感手段３を作動させ（ステップ７１）、障害物検知手段２と併用し、障害物検知手段２で検知される障害物までの距離の変化と人感手段３での人体検出の結果を判断する（ステップ７２）。障害物検知手段２で検知される障害物までの距離の変化が無いまたは人感手段３で人体を未検出の場合、設定された時間経過を待ち（ステップ７３）、設定された監視時間が経過した場合に人感手段３の動作を停止する（ステップ７４）。そして、制御手段５は、走行手段７を制御して回動走行と停止を繰り返し、本体１を１回転させるのであるが、まず、予め設定された所定角度（例えば、反時計回りに４５度）で本体１を回転させる（ステップ７５）。そして、ステップ７１に戻り、最初の停止した位置から１回転する（反時計回りに４回の回転動作）までステップ７１からステップ７６迄の動作を繰り返す。最初の停止した位置から１回転した場合、ステップ７３で時間経過を待つ監視時間の設定値を標準（例えば、１秒間）に設定する（ステップ７７）。そして、ステップ７２で人感手段３と障害物検知手段２とを併用し、障害物検知手段２で検知される障害物までの距離の変化が有り、かつ、人感手段３で人体を検出した場合、画像撮影手段８により本体１前方の画像を撮影する（ステップ７８）。そして、ステップ７３で時間経過を待つ監視時間の設定値を標準より長い時間（例えば、３秒間）に延長設定する（ステップ７９）。ステップ７７またはステップ７９で監視時間の設定を行うと監視動作を終了する。

そして、図４に戻り、ステップ５６において走行位置認識手段４で計算、認識した本体位置と特定位置記憶手段６に記憶している特定位置の座標が異なる場合、ステップ５８の前方に障害物を検知するまで走行を続け、前方に障害物を検知すると、制御手段５は本体１を停止し（ステップ５９）、原点座標でなければ（ステップ６０）、本体前方に検知していた障害物を検知しなくなるまで反時計回りに回転する（ステップ６１）。そしてステップ５４に戻り、以下ステップ６０までの動作を繰り返し行う。このような動作を繰り返し、本体１が原点座標（０，０）に戻った場合（ステップ６２）、本体１をスタート時の方向である０°方向に回転して向け（ステップ６２）、巡回動作を終了する。

なお、ステップ７７またはステップ７９で設定される監視時間は次回の巡回動作のために設定される。これは、巡回動作において、一旦、人体を検出した場合には、次回以降も人体を検出する可能性が高いので監視時間を長めに延長設定し、逆に人体を検出しなかった場合には延長せず標準の所定の監視時間に設定するものである。

図６のフローチャートは、画像撮影手段８の他の監視動作を示す。

ここで、画像撮影手段８は所定数の画素（例えば、６４０×４８０画素）をもち、所定時間間隔（例えば、０．２秒間隔）で撮影した画像を複数枚記録し、各画像における画素の明度情報の差より動体の検出を行うものである。図６において、予備動作で記憶した特定位置に本体１が差し掛かると制御手段５は本体１を停止させ（ステップ８０）人感手段３を作動させる（ステップ８１）。そして、画像撮影手段８により本体１前方の画像を所定間隔（０．２秒毎）で連続的に撮影し、画像を記録する（ステップ８１）。画像撮影手段８では連続して撮影記録された画像における各画素の明度情報の差を算出する。連続して撮影記録された画像において静体部分の画素には明度情報に変化が無く、動体部分は明度情報に差が現れるので画像撮影手段８は明度情報の差を算出して画像の中の動体を検出する。そして、画像撮影手段８により動体が検出の結果と人感手段３での人体検出の結果を判断する（ステップ８３）。画像撮影手段８により動体が検出されず、人感手段３で人体を未検出の場合、設定された時間経過を待ち（ステップ８４）、設定された監視時間が経過した場合に人感手段３の動作を停止する（ステップ８５）。そして、予め設定された所定角度（例えば、反時計回りに４５度）で本体１を回転させる（ステップ８６）。そして、ステップ８１に戻り、最初の停止した位置から１回転する（反時計回りに４回の回転動作）までステップ８１からステップ８７迄の動作を繰り返す。最初の停止した位置から１回転した場合、ステップ８８で時間経過を待つ監視時間の設定値を標準（例えば、１秒間）に設定する（ステップ８８）。そして、ステップ８３で人感手段３と画像撮影手段８とを併用し、動体が検出され、かつ、人感手段３で人体を検出した場合、再度、画像撮影手段８により本体１前方の画像を撮影する（ステップ８９）。そして、ステップ８４で時間経過を待つ監視時間の設定値を標準より長い時間（例えば、３秒間）に延長設定する（ステップ９０）。ステップ８８またはステップ９０で監視時間の設定を行うと監視動作を終了する。

また、本発明の実施の形態では、自律走行監視装置の少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラムとするものであり、各手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバーなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることで、新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本発明にかかる自律走行監視装置およびプログラムは、日光の照射および気温の変動などの影響を受けず、不審者を正確に検出することができるので、その検出精度が高く、例えば、一般家庭のセキュリティなどへの利用が大いに期待できるものである。

本発明の実施の形態における自律走行監視装置の構成を示すブロック図 同自律走行監視装置の走行経路と走行位置認識手段の座標記憶の説明図 同自律走行監視装置の予備動作を示すフローチャート 同自律走行監視装置の巡回動作を示すフローチャート 同自律走行監視装置の監視動作を示すフローチャート 同自律走行監視装置の他の監視動作を示すフローチャート

符号の説明

１ 本体
２ 障害物検知手段
３ 人感手段
４ 走行位置認識手段
５ 制御手段
６ 特定位置記憶手段
７ 走行手段
８ 画像撮影手段

Claims (7)

1. 監視装置の本体と、制御手段と、本体を所定の走行経路に沿って移動走行させる走行手段と、走行中の位置を認識し走行経路を記憶する走行位置認識手段と、障害物の有無および障害物までの距離を検知する障害物検知手段と、前記走行経路上の特定の位置を記憶する特定位置記憶手段と、人の存在を検出する人感手段とを有し、前記制御手段は、前記特定位置記憶手段に記憶される場所で本体を停止して前記人感手段を作動させ、前記障害物検知手段と併用で人の存在を検出する自律走行監視装置。
2. 制御手段は、特定位置記憶手段に記憶される場所で走行手段を制御して回動走行と停止を繰り返し、本体を１回転させ、走行手段の停止中に人感手段と障害物検知手段の併用で人の存在を検出する請求項１に記載の自律走行監視装置。
3. 走行位置認識手段は、障害物検知手段による障害物までの距離の変化検知と人感手段が作動した場合の本体の位置を記憶し、制御手段は次回の走行時に前記走行位置認識手段に記憶された場所で前記人感手段と前記障害物検知手段との併用で人の存在を検出する時間を延長する請求項１または２に記載の自律走行監視装置。
4. 走行位置認識手段に記憶された場所で、障害物検知手段による障害物までの距離の未変化検知と人感手段が未作動の場合、制御手段は次回の走行時に前記人感手段と前記障害物検知手段との併用で人の存在を検出する時間を延長せず所定の時間とする請求項３に記載の自律走行監視装置。
5. 障害物検知手段による障害物までの距離の変化検知と人感手段が作動した場合に、画像を撮影する画像撮影手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の自律走行監視装置。
6. 画像撮影手段は、撮影した複数の画像より動体検出を行い人感手段との併用で人の存在を検出する請求項１〜５のいずれか１項に記載の自律走行監視装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の自律走行監視装置の少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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