JP2009093428A - レーザエリアセンサ - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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）。

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。

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）。

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。
特許第３０１１１２１号公報 特開２００４−１８５３６３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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）。

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。

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。

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）。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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

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

Claims (10)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

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