JP2009510604A

JP2009510604A - 人の侵入を識別して検知する警報装置

Info

Publication number: JP2009510604A
Application number: JP2008533381A
Authority: JP
Inventors: ラリートレイシー
Original assignee: 有限会社アイネットコンサルティング
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2009-03-12
Also published as: WO2007040898A3; US20070075860A1; US7619517B2; WO2007040898A2

Abstract

他の侵入、たとえば人間以外の生物および無生物と人間による侵入を識別することが可能な改良された警報を提供する。複数のセンサーが垂直に配列されているので、それぞれのセンサーが異なる高度で監視する。動物やその他の物体は人間とは異なる大きさと形をしているので、垂直に間隔をあけて設置されたセンサーは、人間によって起こる典型的な侵入パターンとは違う侵入パターンを検知することができる。これらの異なる侵入の輪郭の解析および人間の侵入と類似している輪郭の場合のみシグナルを伝達することによって、多くの誤認警報を防ぐことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、通常の警報システムに関するものである。より詳細には、本発明は人の侵入を識別する能力を持った警報システムに関するものである。

従来の警報装置は、家宅侵入または不法侵入の検知および阻止に通常使用される。そのような警報装置は場所または領域を監視するためにセンサーが配置され、そのセンサーがその領域への家宅侵入または不法侵入を検知したときに警報が鳴るものである。それらのセンサーは光電子の入力が遮られたときに侵入を検知する光電子ビームセンサー、侵入しようとする者が放出する赤外線を検知する受動型赤外線（PIR）センサー、または同様のセンサーがよく知られている。

そのような警報装置は侵入の検知および阻止にしばしば有効であるが、特有の難点がある。ひとつの顕著な難点は「誤報」の傾向があることである。それは侵入についての関心はしばしば人間によるものだけであり、うろつく動物、鳥、または落ち葉などでさえ心配の種にはならない。けれども実際に心配のないときに警報センサーが検知したり、警報が起動したりすることが多いのである。

それゆえに、誤報の検知の傾向を減らす警報装置の開発が望まれている。さらに具体的にいうと、検知された侵入が人間による好ましくない侵入の可能性か、または動物や無生物による無害な侵入かどうかを判断する能力のある警報装置の開発が望まれている。

本発明は、方式およびシステムとしての方法を含み、多くの方法で実行することができる。本発明のさまざまな実施例は以下に記述される。

人の侵入を識別して検知するための侵入識別検知システムとして、この発明の一つの実施例は、離れた領域への侵入を検知するためにそれぞれに設定された複数の光電子ビームセンサーを包括していることである。また、複数の光電子ビーム検知器と電子的に連絡を取るコントローラも含まれ、そのコントローラはその領域への人間による侵入、離れた領域への侵入を検知するパターンによって識別された人間による侵入を識別するように設定されている。

侵入検知システムとして、この発明のもう一つの実施例は、複数の光電子ビーム検知器と電子的に連絡を取るコントローラと同様に、領域へ侵入する物体の輪郭を検知するために垂直に配置された複数の光電子検知器を含んでいること、およびその物体が人間かどうかを判断するためにその形状を分析するための設定である。

領域への侵入を識別して検知する方法として、この発明の別の実施例は、複数の光電子センサーからの検知、複数の離れた領域への複数の侵入、および検知された侵入のパターンを判断することを含んでいることである。侵入の種類は、検知された侵入の断定されたパターンによって判断される。

この発明のその他の特徴および利点は、この発明の原理の一例として図解した添付の図面と併せた下記の詳細な説明から明らかとなる。

この発明をより良く理解するために、参照として添付されている図面と併せて下記に詳細な説明がなされている。同じ参照数字は、図面を通して対応する部分を示している。

本発明は、動物および無生物などのような侵入と人間の侵入を識別することができる改良された警報システムに関連している。それぞれのセンサーが異なる高位でモニターできるように複数のセンサーは垂直に配置されている。動物やその他の物体は、人間とは異なる大きさと形をしているので、垂直に間隔をあけて置かれたセンサーは、人間によって生じる典型的な侵入パターンとは異なる侵入パターンを検知する。人間のサイズそして通常は直立の姿勢をしているので、それぞれのセンサーはほぼ同時に起動するが手足の動きによっておそらく多少の変動はある。それに比べて、犬、鹿、熊および同様の動物は足よりも頭と首が先に動く。したがって、高位のセンサーがまず頭を検知して起動し、それから低位のセンサーが足を検知する。この侵入形状は人間とは異なり、二つを識別するために利用することができる。また、鳥や犬などの小さな動物はいくつかのセンサーだけを起動させ、ほかは起動させない。同様に、葉っぱなどの無生物はあるセンサーだけを起動させるか、または落ちるときに連続した下降パターンでセンサーを起動させる。人間によって生じる典型的な侵入パターンとは異なるこれらのすべてを監視することができる。これらの異なる侵入形状の分析と人間の侵入と類似した形状のときだけに警報信号を発することによって、多くの誤報を防ぐことができる。

図１は、この発明の実施例に従った警報装置のブロック図を図解したものである。警報装置10は、センサー40-70に対応して電磁エネルギー・ビームを発信する送信機30（ここではA-Dで示される）と共に侵入を領域20でモニターする。センサー40-70からの出力はフィルター80-110を通過し、その信号に応じて調整するために120-150に増幅され、それからコントローラとして機能する中央処理装置（CPU）160に送られ、センサー40-70からの信号が解析される。コントローラまたはCPU160は、侵入を検知するためにセンサー40-70からの出力をモニターし、侵入が一つあるいは複数のセンサー40-70によって検知された場合は、検知された侵入のパターンが解析される。パターンまたは形状が人間によって起こる典型的なものと合致する場合はCPU160は、侵入の存在を警告するためのスピーカー、視覚的な出力、またはその他の機器などの警報出力170に警報信号を送る。好ましい実施例においては、それぞれのセンサー40-70は光電子ビーム検知器である。

図２は、警報装置10の作用をさらに詳細に図解し、センサー40-70の配置と作用を示している。操作によって人間や動物のようなさまざまな物体による侵入を領域20でモニターするためにセンサー40-70は配置されている。それらの物体は図解のために、犬は200、落ち葉は210、鳥は220、人間は230、鹿のような大きな動物は240としている。一つの実施例で、低位のセンサー60-70が極端に小さい人間230または鹿のような大きな動物240を検知すると同時に犬のような小さな動物200も検知できるように、センサー40-70は垂直に間隔をあけて配置されている。同様に、高位のセンサー40-50は人間230より極端に高い身体を検知するため、または鹿240のように大きな動物の頭や身体を検知することができるように高い位置に配置されている。この高さの高位センサー40-50は落ち葉210のように落下する物体および鳥220のように飛んでいる物体を検知することができるが、犬200のような小さな動物を検知するには高すぎる。

領域20に物体200-240が侵入すると、異なる時間および異なる順番でそれぞれのビームA-Dを横断する。つまりセンサー40-70がそれぞれの異なる物体のパターンの特徴で侵入を検知するという意味である。ビームA-Dを通過するときにその物体の形状を表すと考えられるパターンは、物体を特定するために利用されるので、人間230が特定されたときに警報が鳴るが、異なる物体210、220、240が特定されても鳴らない。図の3A-３Eは、それぞれ犬200、葉っぱ210、鳥220、人間230、そして鹿240による侵入に応じてセンサー40-70が発した信号の形状の例を図解したものである。このような形状の例は、いかに異なる物体が異なる形状を生み、従ってこの警報装置10がその他の物体から人間230をどのように識別できるかを明らかにしている。

図３Aは、落ち葉２１０によって発せられる信号の典型的な形状を図解したものである。観察できるように、落ち葉210は一般的に高位ビームA-Bを横断するが、低位ビームC-Dは通過しない。たとえビームA-Dのほとんどまたはすべてを通過した場合でも、一般的にビームA-Dを連続的に落下して通過する。従って、葉っぱ210は図３Aで示されるように侵入を検知する高位のビームA-B（すなわち高位センサー40-50）によってのみ、侵入信号のパターンを発生させる。

図３Bは、鳥220によって発せられる信号の典型的な形状を図解したものである。鳥220のように飛んでいる動物、葉っぱ210などは高位ビームA-Bのみを横断するか、たとえビームA-Dのほとんどあるいはすべてを横断して飛んだとしても、次の高さのビームBの前に一番高いビームAを横断する。だから鳥220は、侵入を検知する高位ビームA-Bのみに通常そこに示されているような侵入信号のパターンを発生させ、一番高いビームAは次の高さのビームBの前に侵入を検知する。

図３Cは、犬200によって発せられる信号の典型的な形状を図解したものである。観察できるように、犬200は高位センサー40-50を起動させるには小さ過ぎるが、その頭と身体は低位センサー60-70を起動させるには十分な大きさである。また犬200の身体は鳥220や葉っぱ210より長くて大きいので、鳥220や葉っぱ210より長時間ビームC-Dを遮る。従って犬200は図３Cで示されるような侵入を検知する低位ビームA-Bのみにパターンを発生させ、その侵入は比較的長く継続される。

図３Dは、人間230によって発せられる信号の典型的な形状を図解したものである。センサー40-70は、それぞれ一般的な人間230の身長より低く配置され、その身体の幅は身長とともにそれほど大きな差がない直立して歩く人間230の結果として、ほぼ同時に同じ継続時間でそれぞれのビームA-Dが遮られる。だから、一般的に同じ時間の遮断がそれぞれのセンサー40-70に検知された場合は、図３Dの形状は人間230による侵入の特徴であることが多く、上記のように人間の侵入を特定するための基準として利用することができる。

当業者は、侵入の短い継続を示す人間230の足と腕もビームA-Dを遮断することを監視する。そのようなさらなる短い継続の侵入は、図３Dで示されるその他の侵入のようにほぼ同じ時間内に発生するので、領域20に侵入するほとんどの人間に一般的に発生するものとして無視するか、または侵入する人間230の特徴的な形状の一部と見なすことができる。

図３Eは、鹿240またはその他の大型動物によって発せられる信号の典型的な形状を図解したものである。鹿240はセンサー40-70のすべてを起動するのに十分な大きさだが、鹿240は身体から頭と首が突き出ているので、頭と首が最初に高位ビームを遮断し、次に遅れて身体と足が同時にビームA-Dのすべてを遮断することに注意する。図３Eでさらに図解されているように、高位センサー40-50でモニターされる領域に頭と首が侵入していることを領域１が示し、続いて足によって(特有の)低位ビームDが遮断されると共に領域２で鹿240の身体でセンサー40-70のすべてが遮断される。低位センサー60-70が侵入を検知する前および同時に高位センサー40-50が侵入を検知するこの形状は、大型動物の典型的なものであり、人間230の侵入の型と識別するために用いることができる。

この発明の実施例は、このように領域20に侵入する異なる物体によって発せられるさまざまな形状を分析する。異なる物体は特徴的な形状を発するので、侵入を検知するセンサー40-70によるパターンの分析は人間とその他を識別することができる。この発明はこのようにセンサー40-70によって発せられる信号のパターンの分析を含み、監視された特有のパターンに従って人間の侵入を識別する。

そのようなパターンの分析は、この発明と合致する多くの異なる方法で達成できることに注目すべきである。たとえばセンサー40-70のすべてを同時に横断する人間の侵入の典型的なパターンを図解する図３Dのように、CPU160は、検知された侵入の初めと終わり（図３Dの期間Tで示される）の間の全体の実質的な時間内にセンサー40-70のすべてが検知したかどうかを判断するためにセンサー40-70からの信号を簡単に分析することができる。当業者は、この発明はセンサー40-70がこの時間内の侵入を検知していたことを決定するすべての方法を含んでいることを明確に理解する。一つの例として、この発明は侵入を検知するそれぞれのセンサーまたは集約されたすべてのセンサーによる期間Tの限界量のパターンの比較を含んでいる。当業者は、この発明は図３Dのパターンを認識する他の方法も含んでいることを明確に理解する。たとえばCPU160は、検知されたパターンと図３Dのような既定の保存されたパターンを比較するために周知のパターン認識方法を使用することができる。またCPU160は、図３Dが検知したパターンと酷似しているときだけに警報が起動するように、さらに詳細な検知パターンを解析するためのプログラムを作成することができる。たとえば、足を示す320、330の侵入と同様に、すべてのセンサーが実質的に同時に侵入を検知したときに検知されるパターン、そして300,310の侵入が示す人間230の腕が検知されたときだけに警報を起動させることができる。

この発明では、図２で示されるセンサーの数の制限はなく、またそこで示される特定のセンサーの配置の制限もないことにも注目すべきである。正しくは、当業者は、この発明はセンサー40-70が4個だけでなくいくつでも使用できるということが含まれていることを明確に理解する。同様に、この発明は、正確な垂直ラインでセンサー40-70を等間隔に配置することを限定していない。それどころか、この発明は他の物体とは異なる人間230の特徴的な形状を正確に検知する能力があるセンサー40-70をどのように配置しても良いことを含んでいる。当業者はまた、光電子ビームは解釈のために利用されるが、この発明はそのように限定されないことを明確に理解する。それどころか、この発明は人間およびその他の物体による侵入を検知する能力があるすべてのセンサーの使用を含んでいる。たとえば、この発明は光電子ビーム検知器だけでなく、PIRセンサーおよびマイクロウェーブ検知器の一連の配置も含んでいる。

解釈のための前述の説明は、この発明を完全に理解するための特有の専門語として利用される。しかし、この発明を実行するための明確な詳細は不要であることが当業者には明白である。従って、提示する発明の特定の実施例についての前述の説明は、図解および解釈のために提示されたものである。それはこの発明を正確な形での徹底、またはこの発明の開示の制限を意図するものではない。上記の教示から見ると数多くの修正および変化が可能である。たとえば、センサー40-70は領域20への侵入を検知できるセンサーならば何でも可能である。同様に、そのセンサーは侵入する物体から出る特徴的なパターンを検知するためにいかなる方法でも配置させることができる。その実施例は、それによって他の業者がこの発明を最適に活用し、特定目的に利用することを考慮できるさまざまな修正とともにさまざまな実施例を可能にするため、この発明の原理およびその実際的な用途を最適に説明するために選択および解説されたものである。

この発明の実施例に従った警報システムのブロック図を示している。この発明の実施例に従って配置されたセンサー、そしてまた人間、動物、そして落ち葉のようなさまざまな物体による侵入を検知するこれらのセンサーの作動も同時に示している。図２のセンサーによって生じたシグナルの典型的な形状を示している。図２のセンサーによって生じたシグナルの典型的な形状を示している。図２のセンサーによって生じたシグナルの典型的な形状を示している。図２のセンサーによって生じたシグナルの典型的な形状を示している。図２のセンサーによって生じたシグナルの典型的な形状を示している。図２のセンサーによって生じたシグナルの典型的な形状を示している。

Claims

人の侵入を識別して検知する識別侵入検知システムであって、
各々が別個の領域への侵入を検知するように構成された複数の光電子ビーム検知器と、
前記複数の光電子ビーム検知器と電気的に通信するコントローラであって、前記領域への人の侵入を識別するように構成されているコントローラとを備え、人の侵入は、検知された別個の領域への侵入のパターンに従って識別される識別侵入検知システム。
前記コントローラはさらに、１又は複数の領域に対する人の侵入と動物または物体のいずれかの侵入とを区別するように構成されている請求項１に記載の識別侵入検知システム。
前記別個の領域の各々は、前記別個の領域のお互いから垂直に並置され、前記別個の領域で人間、動物および物体によって容易に横断される高さに置かれている請求項２に記載の識別侵入検知システム。
前記コントローラはさらに、垂直に並置されたそれぞれの領域への同時侵入に従って人の侵入を識別するように構成されている請求項３に記載の識別侵入検知システム。
前記コントローラはさらに、垂直に並置された全領域より少ない領域への侵入に従って動物または物体のいずれかによる侵入を特定するように構成されている請求項３に記載の識別侵入検知システム。
垂直に並置された領域は、低位領域より高い位置に置かれている高位領域を含んでおり、
前記コントローラはさらに、１または複数の高位領域への侵入と、それに続く１または複数の低位領域への侵入に従って動物または物体のいずれか一方の侵入であることを識別するように構成されている請求項３に記載の識別侵入検知システム。
前記コントローラはさらに、垂直に並置された領域への侵入を、人が垂直に並置された領域を横断するときの所定のパターンと比較して人の侵入を識別するように構成されている請求項３に記載の識別侵入検知システム。
前記コントローラはさらに、人の侵入を識別したときに警報信号を送信するように構成されている請求項１に記載の識別侵入検知システム。
領域へ侵入する物体の形状を検知するために垂直に配置された複数の光電子ビーム検知器と、
前記複数の光電子ビームと電気的に通信するコントローラであって、前記物体が人であるどうかを決定するために前記形状を分析するように構成されたコントローラとを備えている侵入検知システム。
前記複数の光電子ビーム検知器のそれぞれの光電子ビームは、通常複数の光電子ビーム検知器がお互いに垂直に整列しており、前記領域に侵入する物体の形状を容易に検知できる高さに配置されている請求項９に記載の侵入検知システム。
前記コントローラはさらに、垂直に並置されたそれぞれの光電子ビーム検知器によって検出される同時の侵入に対応する検知された形状に従って、前記物体が人であると決定するように構成されている請求項１０に記載の侵入検知システム。
前記コントローラはさらに、垂直に並置された光電子ビーム検知器の全部でなくいくつかによって検知された侵入に対応する検知された形状によって、前記物体が人間ではないことを決定するように構成されている請求項１０に記載の侵入検知システム。
垂直に並置された光電子ビーム検知器は、低位の光電子ビーム検知器より高い位置に配置された高位光電子ビーム検知器を含んでおり、
前記コントローラはさらに、１または複数の高位の光電子ビーム検知器によって検知される侵入と、それに続く１または複数の低位の光電子ビーム検知器によって検知された侵入に対応する検知された形状に従って、前記物体が人間ではないことを決定するように構成されている請求項１０に記載の侵入検知システム。
前記コントローラはさらに、前記形状を、前記領域へ侵入する人によって発生させられる形状に対応する所定の形状と比較するように構成されている請求項１０に記載の侵入検知システム。
前記コントローラは、前記物体が人間であると決定したときに警報信号を送信するように構成されている請求項９に記載の侵入検知システム。
領域への侵入を識別して検知する方法であって、
複数の光電子ビームセンサーから、複数の別個の領域への１又は複数の侵入を検出するステップと、
検知された侵入のパターンを決定するステップと、
検知された侵入の決定されたパターンに従って侵入の型を決定するステップとを備えた方法。
侵入の型の決定はさらに、１又は複数の別個の領域への人の侵入と動物または物体のどちらかの侵入と区別することを備えている請求項１６に記載の方法。
前記別個の領域のそれぞれは、お互いに垂直に並置され、前記別個の領域のそれぞれは、人、動物および物体による横断を容易にする高さに配置されている請求項１７に記載の方法。
侵入の型の決定はさらに、垂直に並置されたそれぞれの領域への同時侵入によって人の侵入であることを特定することを含んでいる請求項１８に記載の方法。
侵入の型の決定はさらに、垂直に並置された領域の中の全てではなくいくつかへの侵入によって、動物または物体のいずれかの侵入であると特定することを含んでいる請求項１８に記載の方法。
垂直に並置された領域は、低位の領域より高い位置に配置された高位の領域を含んでいり、
侵入の型の決定は、１又は複数の高位領域への侵入と、それに続く１又は複数の低位領域への侵入によって、前記侵入が動物または物体のどちらかであることを特定することを含んでいる請求項１８に記載の方法。
侵入の型の決定はさらに、垂直に並置された領域への侵入を、垂直に並置された領域を人が横断するときの所定のパターンと比較して、人の侵入であると識別することを含んでいる請求項１８に記載の方法。
人の侵入を特定したときに警報信号を送信することをさらに含んでいる請求項１６に記載の方法。