JP2010170263A - 監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】侵入者あるいは侵入物を確実かつ速やかに拘束する。
【解決手段】所定の監視エリアにおける侵入者あるいは侵入物の位置を検知する侵入検知手段と、超音波を可聴音波で変調して得られるビーム状の拘束用音波を放射する１あるいは複数の音波放射手段と、該音波放射手段から放射される拘束用音波の方向を設定する放射方向設定手段と、侵入検知手段が検知した侵入者あるいは侵入物の位置に基づいて拘束用音波が侵入者あるいは侵入物に照射されるように放射方向設定手段を制御する制御装置とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、監視エリアにおける侵入者あるいは侵入物を監視する監視システムに関する。

従来の監視システムでは、対象物の種別（人、動物あるいは物体）に応じて様々なセンサ（監視カメラや赤外線センサ等）を用いて監視エリアにおける侵入者あるいは侵入物を検知する。そして、センサが侵入者あるいは侵入物を検知すると、威嚇音や威嚇発光等を行うことにより侵入者あるいは侵入物を監視エリア外に退去させる。例えば、監視カメラによって侵入者を検知した場合には、監視エリアからの退去を促す音声アナウンスを流すことにより侵入者を監視エリアから退去させる。
また、例えば下記特許文献１には、田畑等に侵入した害獣をカメラ（監視カメラ）で検出し、カメラの画像を画像処理することによって害獣の種類を特定し、該種類に応じた撃退手段（スピーカや威嚇ランプ等）を作動させることにより害獣を威嚇して田畑等から退去させる害獣撃退システムが開示されている。

特開２００６−２１１９１７号公報

しかしながら、従来の監視システムにおける威嚇手段では、威嚇効果が必ずしも十分ではないので、侵入者あるいは侵入物を確実に撃退することができない。例えば特に重要な施設の場合、監視エリアを幾重もの防御壁で囲むことにより監視エリアへの侵入を防ぐと共に監視システムによって侵入者を検知することが考えられるが、強固な意志を持って侵入する侵入者を確実に撃退することはできない。侵入者を確実に撃退するためには、例えば警備員が侵入者を拘束する必要があるが、監視エリアが比較的広い場合等には、警備員が侵入者の居場所に到達するまでに時間を要するので、侵入者の行為による被害を受ける前に侵入者を撃退することは困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、侵入者あるいは侵入物を確実かつ速やかに拘束することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、所定の監視エリアにおける侵入者あるいは侵入物の位置を検知する侵入検知手段と、超音波を可聴音波で変調して得られるビーム状の拘束用音波を放射する１あるいは複数の音波放射手段と、該音波放射手段から放射される拘束用音波の方向を設定する放射方向設定手段と、侵入検知手段が検知した侵入者あるいは侵入物の位置に基づいて拘束用音波が侵入者あるいは侵入物に照射されるように放射方向設定手段を制御する制御装置とを具備する、という手段を採用する。

第２の解決手段として、上記第１の手段において、侵入検知手段は、監視カメラと該監視カメラの画像に基づいて侵入者あるいは侵入物の位置を検出する画像処理装置とからなる、という手段を採用する。

第３の解決手段として、上記第１または第２の手段において、音波放射手段は、所定箇所に固定設置される固定式及び／あるいは移動自在な可動式である、という手段を採用する。

本発明によれば、侵入検知手段が侵入者あるいは侵入物の位置を検知すると、制御装置によって放射方向設定手段が制御されることにより拘束用音波が侵入者あるいは侵入物に向けて照射されるので、また拘束用音波は、超音波を可聴音波で変調して得られるビーム状の音波であり、侵入物を行動不能状態に陥れる生理的効果を有するので、侵入者あるいは侵入物の行動を確実かつ速やか拘束することができる。

本発明の一実施形態に係る監視システムのシステム構成図である。 本発明の一実施形態における検知拘束装置１Ａ〜１Ｄの詳細構成を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。 本発明の一実施形態の変形例に係る監視システムのシステム構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る監視システムのシステム構成図である。この監視システムは、4つの検知拘束装置１Ａ〜１Ｄ、画像処理装置２、制御装置３及び警報装置４から構成されており、図示するように防護壁で囲まれた矩形の敷地内にある監視対象施設に接近しようとする侵入者（人間）を監視するものである。

4つの検知拘束装置１Ａ〜１Ｄは、防護壁の各頂点（４箇所）にそれぞれ設置されており、各々に設定された監視エリアＲａ〜Ｒｄにおける侵入者を検知すると共に、拘束用音波を侵入者に向けて放射することにより侵入者あるいは侵入物を拘束状態とする。

図２は、このような検知拘束装置１Ａ〜１Ｄの詳細構成を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。各検知拘束装置１Ａ〜１Ｄは、監視カメラ５と拘束用音波発生装置６とパン・チルト雲台７とから構成されており、上記防護壁の上に固定設置されている。監視カメラ５は、各々の監視エリアＲａ〜Ｒｄ内を撮像することにより監視エリアＲａ〜Ｒｄの画像を示す画像信号を画像処理装置２に出力する。拘束用音波発生装置６は、超音波を可聴音波で変調して得られるビーム状かつ高音圧レベルの拘束用音波を発生して外部に放射する装置であり、図示するように上記監視カメラ５と一体に固定されている。

上記拘束用音波は、音圧レベルが１５０〜９０ｄＢ程度、到達距離が５００〜８００ｍ程度、また可聴音波が人間が極めて不快に感じる周波数帯に設定されており、空気の非線形性に起因する自己復調現象により指向性が極めて鋭いビーム状の音響波である。このような拘束用音波は、照射された人間を行動不能状態に陥れる生理的効果を有する。また、この拘束用音波は、ビーム径が１２〜２０°程度と極めて狭幅の音響ビームであり、照射された人間のみを限定的（選択的）に行動不能状態に陥れることができる。
なお、この拘束用音波のような超指向性の音響波の性質については、例えば特開２００５−１８４３６５号公報等に超指向性音響装置として開示されており、周知である。

パン・チルト雲台７は、図示するように、一体に固定された監視カメラ５及び拘束用音波発生装置６の水平面内における方向（左右方向）を設定するパン機能と仰角（上下方向）を可変するチルト機能とを備えた雲台である。このようなパン・チルト雲台７は、制御装置３から入力される駆動信号に基づいて内蔵された電動機を作動させることにより監視カメラ５及び拘束用音波発生装置６を左右方向及び上下方向に方向設定する。

画像処理装置２は、各検知拘束装置１Ａ〜１Ｄの監視カメラ４からそれぞれ入力される画像信号に時分割的に画像処理を順次施すことにより各監視エリアＲａ〜Ｒｄにおける侵入者の有無及び侵入者の位置を検知する装置である。このような画像処理装置２は、各監視エリアＲａ〜Ｒｄの何れか1つあるいは複数で侵入者の存在を検知すると、各監視エリアＲａ〜Ｒｄにおける侵入者の位置情報を制御装置３及び警報装置４に出力する。

制御装置３は、画像処理装置２から入力される位置情報に基づいて上記駆動信号を生成して各検知拘束装置１Ａ〜１Ｄのパン・チルト雲台７に出力することにより、各検知拘束装置１Ａ〜１Ｄの監視カメラ５及び拘束用音波発生装置６の向き（左右方向及び上下方向）を制御する。
なお、制御装置３は、画像処理装置２から位置情報が入力されない状態、つまり監視カメラ５が侵入者を検知しない状態では、予め規定された定常の制御信号をパン・チルト雲台７に出力することにより、各検知拘束装置１Ａ〜１Ｄの監視カメラ５が各監視エリアＲａ〜Ｒｄ内の各所を漏れなく撮像するようにパン・チルト雲台７を制御する。

警報装置４は、上記各監視エリアＲａ〜Ｒｄとは異なる場所（例えば警備室）に設けられる装置であり、表示装置あるいは／及び発音装置から構成されている。この警報装置４は、画像処理装置２から入力される侵入者の位置情報に基づいて侵入者の存在及び位置を警備室内に駐在する警備員に報知する。警備員は、例えば発音装置による警報音によって侵入者の発生を認知し、また侵入者の位置を表示装置に表示される表示情報によって確認することができ、これらによって侵入者に対して適切な対処を取ることができる。

次に、このように構成された監視システムの動作について詳しく説明する。

例えば図1に示すように、侵入者Ｓ1が防護壁を乗り越えて監視エリアＲａに侵入すると、当該監視エリアＲａを監視する検知拘束装置１Ａの監視カメラ５は、侵入者Ｓ1が含まれる画像の画像信号を画像処理装置２に出力する。画像処理装置２は、例えば侵入者Ｓ1が侵入する前の監視エリアＲａの画像と侵入者Ｓ1が侵入した状態の監視エリアＲａの画像との差分をとることにより、監視エリアＲａにおける侵入者Ｓ1の存在を判定し、監視エリアＲａの画像中における侵入者Ｓ1の位置に基づいて監視エリアＲａにおける侵入者Ｓ1の位置を判定し、当該侵入者Ｓ1の位置を示す位置情報を制御装置３に出力する。

ここで、画像処理装置２は、各検知拘束装置１Ａ〜１Ｄの監視カメラ５から各々入力される画像信号を所定の順番、例えば検知拘束装置１Ａの監視カメラ５→検知拘束装置１Ｂの監視カメラ５→検知拘束装置１Ｃの監視カメラ５→検知拘束装置１Ｄの監視カメラ５→検知拘束装置１Ａの監視カメラ５の順番で時分割的に順次取り込むことにより、各監視エリアＲａ〜Ｒｄについて侵入者の有無を順次判定する。

したがって、上記侵入者Ｓ1に加えて、例えば略同時にあるいは多少時間が経過した時点で侵入者Ｓ2が監視エリアＲｂに侵入した場合、画像処理装置２は、監視エリアＲａにおける侵入者Ｓ1に引き続いて監視エリアＲｂの侵入者Ｓ2の存在を判定すると共に当該侵入者Ｓ2の位置を判定し、該侵入者Ｓ2の位置を示す位置情報を制御装置３及び警報装置４に出力する。

このようにして画像処理装置２から侵入者Ｓ1の位置情報が入力されると、制御装置３は、位置情報に従って検知拘束装置１Ａの監視カメラ５及び拘束用音波発生装置６が監視エリアＲａにおける侵入者Ｓ1に正対するように検知拘束装置１Ａのパン・チルト雲台７を制御する。すなわち、制御装置３は、検知拘束装置１Ａの監視カメラ５の画像の中心に侵入者Ｓ1が映し出し、また検知拘束装置１Ａの拘束用音波発生装置６の拘束用音波の放射方向が侵入者Ｓ1の方向とする制御信号を生成して検知拘束装置１Ａのパン・チルト雲台７に出力する。

また、画像処理装置２から侵入者Ｓ2の位置情報が入力されると、制御装置３は、位置情報に従って検知拘束装置１Ｂの監視カメラ５及び拘束用音波発生装置６が監視エリアＲｂにおける侵入者Ｓ2に正対するように検知拘束装置１Ｂのパン・チルト雲台７を制御する。すなわち、制御装置３は、検知拘束装置１Ｂの監視カメラ５の画像の中心に侵入者Ｓ2が映し出し、また検知拘束装置１Ｂの拘束用音波発生装置６の拘束用音波の放射方向が侵入者Ｓ2の方向とする制御信号を生成して検知拘束装置１Ｂのパン・チルト雲台７に出力する。

検知拘束装置１Ａにおいて、パン・チルト雲台７が上記制御信号に基づいて監視カメラ５及び拘束用音波発生装置６を監視エリアＲａの侵入者Ｓ1に正対する姿勢に設定すると、例えばパン・チルト雲台７から拘束用音波発生装置６に動作完了信号を出力することにより、拘束用音波発生装置６は、侵入者Ｓ1に向けた拘束用音波の照射を開始する。この結果、侵入者Ｓ1は、拘束用音波の作用によって行動不能に陥り、その場に蹲る状態となる。すなわち、侵入者Ｓ1は、拘束用音波の照射を受けることによって、監視対象施設にさらに近づくことも、また監視エリアＲａから退去することもできない状態に陥る。

また、検知拘束装置１Ｂにおいて、パン・チルト雲台７が上記制御信号に基づいて監視カメラ５及び拘束用音波発生装置６を監視エリアＲｂの侵入者Ｓ2に正対する姿勢に設定すると、例えばパン・チルト雲台７から拘束用音波発生装置６に動作完了信号を出力することにより、拘束用音波発生装置６は、侵入者Ｓ2に向けた拘束用音波の照射を開始する。この結果、侵入者Ｓ2は、拘束用音波の作用によって行動不能に陥り、その場に蹲る状態となる。すなわち、侵入者Ｓ2は、拘束用音波の照射を受けることによって、監視対象施設にさらに近づくことも、また監視エリアＲｂから退去することもできない状態に陥る。

このように、監視エリアＲａ、Ｒｂにおいて侵入者Ｓ1、Ｓ2が拘束用音波によって拘束される一方、警備室では、警報装置４によって警備員に侵入者Ｓ1、Ｓ2の発生と位置とが報知される。その結果、警備員は、例えば拘束用音波発生装置６を遠隔操作するコントローラを携帯して監視エリアＲａ、Ｒｂに駆けつけて侵入者Ｓ1、Ｓ2を捕獲すると共に拘束用音波発生装置６による拘束用音波の放射を停止させる。例えば、警備員は、最初に監視エリアＲａに駆けつけて侵入者Ｓ1を捕獲すると、検知拘束装置１Ａの拘束用音波発生装置６による拘束用音波の放射を停止させ、引き続いて監視エリアＲｂに駆けつけて侵入者Ｓ2を捕獲し、検知拘束装置１Ｂの拘束用音波発生装置６による拘束用音波の放射を停止させる。

このような本実施形態によれば、画像処理装置２が各検知拘束装置１Ａ〜１Ｄの監視カメラ５から各々入力される画像信号に基づいて侵入者Ｓ1、Ｓ2の位置を検知すると、制御装置３によってパン・チルト雲台７が制御されることにより拘束用音波発生装置６が侵入者Ｓ1、Ｓ2に正対する姿勢に設定され、その上で侵入者Ｓ1、Ｓ2を行動不能状態に陥れる拘束用音波が侵入者Ｓ1、Ｓ2に向けて放射されるので、侵入者Ｓ1、Ｓ2の行動を確実かつ速やか拘束することができる。
また、複数の侵入者Ｓ1、Ｓ2について確実かつ速やかに行動を拘束することができると共に、拘束用音波を用いるので侵入者Ｓ1、Ｓ2に障害を与えることなく拘束することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、４つの検知拘束装置１Ａ〜１Ｄを設けるようにしたが、上記４つの検知拘束装置１Ａ〜１Ｄに代えて、図３に示すように監視カメラ５のみを備えた検知装置１０Ａ〜１０Ｄを防護壁の各頂点に設けると共に拘束用音波発生装置６を車両Ｃに搭載し、当該車両Ｃと制御装置３とを無線通信器１１、１２によって通信可能に接続した監視システムが考えられる。このような構成の監視システムでは、監視カメラ５の画像信号に基づいて画像処理装置２が侵入者の位置を検知すると、制御装置３が無線通信器１１、１２を介して車両Ｃを遠隔操作することにより侵入者の位置に車両Ｃを走行させ、車両Ｃに備えられた拘束用音波発生装置６から拘束用音波を侵入者に向けて放射することにより拘束する。このような監視システムによれば、拘束用音波発生装置６が遠隔操作によって移動する車両Ｃに備えられているので、１つの拘束用音波発生装置６を有効活用することができる。

（２）上記実施形態では、監視カメラ５及び拘束用音波発生装置６を対として各検知拘束装置１Ａ〜１Ｄに設けたが、必要に応じて監視カメラ５あるいは拘束用音波発生装置６の何れか一方を設けるようにしても良い。例えば検知拘束装置１Ｂには監視カメラ５のみを設け、監視エリアＲｂの侵入者Ｓ2を検知拘束装置１Ａの拘束用音波発生装置６によって拘束するようにしても良い。拘束用音波発生装置６から放射された拘束用音波が監視エリアＲａよりも遠い場所である監視エリアＲｂにおいても侵入者Ｓ2を十分に行動不能状態に陥れる効力を有するものであれば、検知拘束装置１Ｂの拘束用音波発生装置６を削除して、検知拘束装置１Ａの拘束用音波発生装置６で侵入者Ｓ2を拘束することができる。
極端な場合として、１つの拘束用音波発生装置６によって全ての監視エリアＲａ〜Ｒｄの侵入者を拘束するようにしても良い。

（３）上記実施形態では、拘束用音波発生装置６を防護壁の各頂点の位置に固定設置する固定式としたが、拘束用音波発生装置６を移動自在な可動式としても良い。また、４つの検知拘束装置１Ａ〜１Ｄに各々設けられた固定式の拘束用音波発生装置６に可動式の拘束用音波発生装置を加えて監視システムを構成するようにしても良い。例えば警備員が携帯できる携帯式の拘束用音波発生装置６を加えて監視システムを構成たり、あるいは車両に設けられた自走式の拘束用音波発生装置を加えて監視システムを構成しても良い。

（４）上記実施形態では、４つの検知拘束装置１Ａ〜１Ｄを設けるようにしたが、検知拘束装置１Ａ〜１Ｄの個数は、監視エリアの形状や大きさ等に応じて適宜決定されるべきものである。したがって、検知拘束装置１Ａ〜１Ｄの個数は、１つあるいは４つ以外の複数であっても良い。

（５）上記実施形態では、人間である侵入者Ｓ1、Ｓ2を監視対象としているが、監視対象は人間以外の動物（鳥や獣等）であっても良い。また、上記実施形態では、監視対象を人間としているので、拘束用音波を形成する可聴音波を人間が極めて不快に感じる周波数帯に設定しているが、人間以外の動物を監視対称とする場合には、人間と動物とでは不快に感じる可聴音波の周波数帯が異なることが考えられるので、可聴音波の周波数帯は監視対処に応じて適宜設定されるべきである。

（６）上記実施形態では、監視カメラ５をセンサとして用いることにより侵入者Ｓ1、Ｓ2を検知するようにしたが、監視カメラ５以外の各種センサ、例えば赤外線を監視エリアＲａ〜Ｒｄに放射して侵入者Ｓ1、Ｓ2を検知するセンサやマイクロ波を監視エリアＲａ〜Ｒｄに放射して侵入者Ｓ1、Ｓ2を検知するセンサを用いることが考えられる。
（７）さらに、上記実施形態では、防護壁で囲まれた矩形の敷地内、つまり屋外を監視エリアとしたが、本発明は屋外の限定されることなく建屋内（屋内）を監視エリアとすることが可能である。

１Ａ〜１Ｄ…検知拘束装置、２…画像処理装置、３…制御装置、４…警報装置、５…監視カメラ、６…拘束用音波発生装置、７…パン・チルト雲台、Ｒａ〜Ｒｄ…監視エリア、Ｓ1、Ｓ2…侵入者

Claims (3)

1. 所定の監視エリアにおける侵入者あるいは侵入物の位置を検知する侵入検知手段と、
   超音波を可聴音波で変調して得られるビーム状の拘束用音波を放射する１あるいは複数の音波放射手段と、
   該音波放射手段から放射される拘束用音波の方向を設定する放射方向設定手段と、
   前記侵入検知手段が検知した侵入者あるいは侵入物の位置に基づいて拘束用音波が侵入者あるいは侵入物に照射されるように前記放射方向設定手段を制御する制御装置と
   を具備することを特徴とする監視システム。
2. 前記侵入検知手段は、監視カメラと該監視カメラの画像に基づいて侵入者あるいは侵入物の位置を検出する画像処理装置とからなることを特徴とする請求項１記載の監視システム。
3. 前記音波放射手段は、所定箇所に固定設置される固定式及び／あるいは移動自在な可動式であることを特徴とする請求項１または２記載の監視システム。

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