JP2012251900A - 残置物検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】監視範囲が広い平面領域であっても、残置物の色合いの影響を受け難く、精度よく残置物を検出することができる残置物検出方法及び装置を提供する。
【解決手段】レーザ光を投光する投光部１１と、レーザ光を水平方向に走査させる水平走査手段１２と、レーザ光を垂直方向に走査させる垂直走査手段１３と、レーザ光の反射光を受光して受光情報ｄ４を発信する受光部１４と、受光情報ｄ４から残置物Ｍの距離を算出する距離演算部１５と、投光部１１、水平走査手段１２及び垂直走査手段１３の制御を行う制御部１６と、を有するレーザセンサ１０を備え、レーザセンサ１０は、平面Ｓｐに近接した高さＨに配置され、レーザセンサ１０は、受光情報ｄ４が不連続な計測点Ｐｄ又は孤立した計測点Ｐｉを含む場合に残置物Ｍとして検出するように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、残置物検出方法及び装置に関し、特に、滑走路上の落下物のように、広い平面上に残置された物体（残置物）を検知する残置物検出方法及び装置に関する。

空港の滑走路では、航空機の部品（ボルト、金属片等）、路面の損傷、動物の死骸等の物体が路面上に落下、隆起、行き倒れ等により残置している場合には、航空機のエンジンがこれらの残置物を吸い込んで故障したり、離着陸時の走行に影響を与えたりする可能性がある。そのため、作業員が定期的に滑走路を巡回して残置物がないか確認をしていることが多い。しかしながら、かかる目視による検査では、時間及び労力を要し、作業員の不注意により残置物を見落とすことも想定され得る。また、作業員の検査中は滑走路を使用することができず、空港の稼働率が低下してしまう。

そこで、カメラやレーダ等を使用した種々の自動検知手段が既に提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。特許文献１には、マイクロ波やミリ波を使用した周波数変調持続波（ＦＭＣＷ）方式レーダにより、空港の滑走路上の異物（例えば、ＦＯＤ：Foreign Object Debris）を検出するシステムが開示されている。また、特許文献２には、カメラが撮像した画像を処理して滑走路上の異物や破片を検出するシステムが開示されている。

特表２００８−５１４９１０号公報 特表２０１０−５３９７４０号公報

特許文献１に記載されたように撮像カメラを用いたシステムでは、画像処理する際に、残置物と滑走路面との色合いが似通っている場合には、両者の分離が困難であり、残置物を検出できない場合がある。また、監視モニタを目視で確認する場合には、監視員の不注意により残置物を見落とすことも想定され得る。

特許文献２に記載された電磁波によるレーダでは、空間分解能が低く、広い滑走路上に残置された小さな物体（例えば、数ｃｍ〜数十ｃｍ程度）を精度よく検出することが困難であるとともに、残置物と滑走路面との分離も不得意である。

本発明は上述した問題点に鑑み創案されたものであり、監視範囲が広い平面領域であっても、残置物の色合いの影響を受け難く、精度よく残置物を検出することができる残置物検出方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、監視範囲の水平方向及び垂直方向にレーザ光を走査しながら照射し、前記レーザ光の反射光を受光して受光情報を取得し、該受光情報から前記監視範囲内の平面に残置された残置物を検出する残置物検出方法であって、前記平面に近接した高さにレーザセンサを配置し、前記レーザセンサにより前記監視範囲内に前記レーザ光を走査して前記受光情報を取得し、前記受光情報が不連続な計測点又は孤立した計測点を含む場合に前記残置物として検出する、ことを特徴とする残置物検出方法が提供される。

前記不連続な計測点又は前記孤立した計測点の計測位置が、前記残置物が存在しない場合に計測されるべきである計測位置から一定の閾値以上離れている場合に、前記不連続な計測点として認識するようにしてもよい。

前記監視範囲は、前記レーザセンサの周囲に複数設定されていてもよい。また、前記監視範囲は、例えば、滑走路である。

また、本発明によれば、監視範囲の水平方向及び垂直方向にレーザ光を走査しながら照射し、前記レーザ光の反射光を受光して受光情報を取得し、該受光情報から前記監視範囲内の平面に残置された残置物を検出する残置物検出装置であって、前記レーザ光を前記水平方向に走査させる水平走査手段と、前記レーザ光を投光する投光部と、前記レーザ光を前記垂直方向に走査させる垂直走査手段と、前記レーザ光の反射光を受光して前記受光情報を発信する受光部と、前記受光情報から前記残置物の距離を算出する距離演算部と、前記投光部、前記水平走査手段及び前記垂直走査手段の制御を行う制御部と、を有するレーザセンサを備え、前記レーザセンサは、前記平面に近接した高さに配置され、前記レーザセンサは、前記受光情報が不連続な計測点又は孤立した計測点を含む場合に前記残置物として検出する、ことを特徴とする残置物検出装置が提供される。

前記レーザセンサは、前記不連続な計測点又は前記孤立した計測点の計測位置が、前記残置物が存在しない場合に計測されるべきである計測位置から一定の閾値以上離れている場合に、前記不連続な計測点として認識するようにしてもよい。

前記レーザセンサは、人が接近した場合に前記レーザ光の照射を停止させる緊急停止手段を有していてもよい。また、前記監視範囲は、例えば、滑走路である。

上述した本発明の残置物検出方法及び装置によれば、検出手段にレーザセンサ（三次元レーザレーダ）を使用したことにより、従来の電磁波レーダよりも空間分解能を向上させることができ、小さい残置物でも検出しやすく、残置物と監視範囲の平面との色合いが似通っている場合であっても残置物と平面とを容易に分離することができる。特に、監視範囲の平面に近接した高さにレーザセンサを配置することにより、残置物が数ｃｍ〜数十ｃｍと小さい物体であっても、残置物と平面との高さの違いを利用して残置物を容易に検出することができる。したがって、監視範囲が滑走路のように広い平面領域であっても、残置物の色合いの影響を受け難く、精度よく残置物を検出することができる。

本発明の第一実施形態に係る残置物検出装置を使用した残置物検出システムの全体構成を示す平面図である。 図１に示した残置物検出装置のレーザセンサの構成図であり、（ａ）は第一実施形態、（ｂ）は第一変形例、（ｃ）は第二変形例、を示している。 監視範囲が比較的近い場合における本発明の実施形態に係る残置物検出方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、である。 監視範囲が比較的遠い場合における本発明の実施形態に係る残置物検出方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、である。 残置物検出装置の外観構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は変形例の平面図、である。 複数の監視範囲を有する場合の残置物検出方法を示す図であり、（ａ）は部分照射、（ｂ）は３６０°照射、の場合を示している。

以下、本発明の実施形態について図１〜図６を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係る残置物検出装置を使用した残置物検出システムの全体構成を示す平面図である。また、図２は、図１に示した残置物検出装置のレーザセンサの構成図であり、（ａ）は第一実施形態、（ｂ）は第一変形例、（ｃ）は第二変形例、を示している。

図１に示した残置物検出システムは、例えば、本発明の第一実施形態に係る残置物検出装置１と、残置物検出装置１からの出力データを表示するモニタ２と、出力データを保存する記憶装置３と、を有する。監視範囲Ｓは、滑走路Ｒの一部の領域、例えば、航空機が滑走する領域に設定される。かかる残置物検出システムは、滑走路Ｒ内の監視範囲Ｓ内に落下、隆起、行き倒れ等により残置されたボルト、金属片、路面損傷、動物の死骸等の残置物Ｍを検出する。かかる残置物Ｍを検出することにより、航空機のエンジンが残置物Ｍを吸い込んだり、滑走時に残置物Ｍと衝突したりしないように、事前に残置物Ｍを回収することができる。

残置物検出装置１は、例えば、空港の滑走路Ｒに沿って複数配置される。具体的には、残置物検出装置１は、滑走路Ｒに隣接する緑地帯Ｇに配置される。残置物検出装置１から照射されるレーザ光は、水平方向走査角度φを有する。また、レーザ光が監視範囲Ｓを横切る際の最も近い点である近縁点をＰｎ、最も遠い点である遠縁点をＰｆとする。複数の残置物検出装置１は、監視範囲Ｓをカバーできるように、すなわち、近縁点Ｐｎが重なるように、滑走路Ｒに沿って並列に配置される。

モニタ２及び記憶装置３は、例えば、監視範囲Ｓから離れた場所に設置された管制塔４に配置される。また、モニタ２及び記憶装置３は、残置物Ｍを回収したり、滑走路Ｒをメンテナンスしたりする作業員が待機する建屋に配置するようにしてもよい。残置物検出装置１からモニタ２及び記憶装置３への出力データの転送は、有線又は無線により処理される。

図１に示した残置物検出装置１は、例えば、図２（ａ）に示したように、監視範囲Ｓの水平向及び垂直方向にレーザ光を走査しながら照射し、レーザ光の反射光を受光して受光情報ｄ４を取得し、受光情報ｄ４から監視範囲Ｓ内の平面Ｓｐに残置された残置物Ｍを検出する残置物検出装置であって、レーザ光を投光する投光部１１と、レーザ光を水平方向に走査させる水平走査手段１２と、レーザ光を垂直方向に走査させる垂直走査手段１３と、レーザ光の反射光を受光して受光情報ｄ４を発信する受光部１４と、受光情報ｄ４から残置物Ｍの距離を算出する距離演算部１５と、投光部１１、水平走査手段１２及び垂直走査手段１３の制御を行う制御部１６と、を有するレーザセンサ１０を備え、レーザセンサ１０は、平面Ｓｐに近接した高さＨに配置され、レーザセンサ１０は、受光情報ｄ４が不連続な計測点Ｐｄ又は孤立した計測点Ｐｉを含む場合に残置物Ｍとして検出するように構成されている。なお、レーザセンサ１０は、投受光されるレーザ光を透過可能な照射窓１７を有していてもよい。

前記投光部１１は、レーザ光を発光して照射する部品である。かかる投光部１１は、例えば、光源となるレーザダイオードと、レーザ光をコリメートする投光レンズと、レーザダイオードを操作するＬＤドライバと、から構成される。ＬＤドライバは、制御部１６からの投光指令ｓ１に基づいてレーザ光を発光するようにレーザダイオードを操作する。なお、ＬＤドライバは、レーザ光の発光と同時にパルス状の発光同期信号を距離演算部１５に発信するようにしてもよい。

前記水平走査手段１２は、例えば、ポリゴンスキャナであり、六面体の四側面が鏡面化されたポリゴンミラー１２ａと、鏡面化された四側面を所定の方向に回転させる駆動モータ１２ｂと、ポリゴンミラー１２ａ及び駆動モータ１２ｂを支持する筐体１２ｃと、を有する。鏡面化された四側面を回転させることにより、投光部１１からパルス状に投光されたレーザ光は、水平方向の角度が変更され、監視範囲Ｓの水平方向に高速に走査される。

ポリゴンミラー１２ａは、鏡面化されていない一対の二面の中心を回転軸として駆動モータ１２ｂにより高速回転される。駆動モータ１２ｂは、モータドライバ（図示せず）により操作される。モータドライバは、制御部１６から送信される速度指令ｓ２に基づいて、駆動モータ１２ｂの回転速度を制御する。また、モータドライバは、ポリゴンミラー１２ａの角度情報ｄ２を制御部１６に発信する。なお、かかる水平走査手段１２の構成は単なる一例であり、図示した構成に限定されるものではない。

前記垂直走査手段１３は、例えば、水平走査手段１２を上下に揺動させる駆動モータにより構成される。具体的には、垂直走査手段１３を構成する駆動モータは、水平走査手段１２を構成するポリゴンスキャナの筐体１２ｃに接続される。かかる駆動モータの回転方向を正転及び反転させることにより、ポリゴンミラー１２ａを反射したレーザ光の垂直方向の角度が変更され、監視範囲Ｓの垂直方向に走査される。駆動モータは、モータドライバ（図示せず）により操作される。モータドライバは、制御部１６から送信される速度指令ｓ３に基づいて、駆動モータの揺動方向及び揺動速度を制御する。また、モータドライバは、ポリゴンミラー１２ａの角度情報ｄ３を制御部１６に発信する。なお、かかる垂直走査手段１３の構成は単なる一例であり、図示した構成に限定されるものではない。

垂直走査手段１３は、図２（ｂ）に示した第一変形例のように、レーザセンサ１０の全体を揺動させる駆動モータであってもよい。具体的には、垂直走査手段１３を構成する駆動モータは、水平走査手段１２、距離演算部１５、制御部１６等を収容するレーザセンサ１０のハウジング１０ａに接続されている。かかる駆動モータの回転方向を正転及び反転させることにより、レーザセンサ１０から照射されるレーザ光の垂直方向の角度が変更され、監視範囲Ｓの垂直方向に走査される。

垂直走査手段１３は、図２（ｃ）に示した第二変形例のように、ガルバノスキャナにより構成してもよい。ガルバノスキャナは、平面鏡であるガルバノミラー１３ａと、ガルバノミラー１３ａの鏡面を揺動させる駆動モータ１３ｂと、を有する。駆動モータ１３ｂにより、ガルバノミラー１３ａを揺動させることにより、ポリゴンミラー１２ａを反射したレーザ光の水平方向の角度が変更され、監視範囲Ｓの垂直方向に走査される。

前記受光部１４は、監視範囲Ｓに照射されたレーザ光の反射光を受光する部品である。ここでは、投光部１１と受光部１４と個別に設けて投光軸と受光軸とがずれるように構成しているが、投光軸と受光軸とが一致するように投光部１１と受光部１４が一体に形成されていてもよい。かかる受光部１４は、例えば、反射光を集光する受光レンズと、集光された反射光を受光して電圧に変換する光電変換素子や増幅・圧縮・デコード等の処理を施す機器等を有する受光部本体と、から構成される。

照射窓１７を透過した反射光は、投光されるレーザ光と同様に、ポリゴンミラー１２ａを介して受光レンズに導かれる。そして、反射光を受光した受光部本体は、電圧値に変換された受光情報ｄ４を距離演算部１５に発信する。受光情報ｄ４には、受光強度や受光時間が含まれている。なお、光電変換素子は、受光素子とも呼ばれる部品であり、例えば、フォトダイオードが使用される。

前記距離演算部１５は、計測点の距離情報ｄ５を算出する部品である。距離演算部１５は、制御部１６から発信された投光指令ｓ１と受光部１４から発信された受光情報ｄ４とを受信し、レーザ光が監視範囲Ｓ内の物体に照射されて反射した計測点の距離を算出し、距離情報ｄ５を制御部１６に発信する。また、距離情報ｄ５とともに、受光情報ｄ４に含まれる受光強度を距離情報ｄ５と関連付けて制御部１６に発信するようにしてもよい。

距離演算部１５は、投光指令ｓ１が発信された時間と反射光を受光した時間とからレーザ光の飛行した時間を算出し、レーザ光の速度からレーザ光の飛行距離を算出する。この飛行距離はレーザ光の往復距離であるため、具体的には飛行距離の半分の値が、残置物Ｍの距離情報ｄ５として算出される。このとき、レーザセンサ１０内の飛行距離（投光部１１から照射窓１７までのレーザ光の飛行距離）を幾何学的に算出し、その分を差し引くことにより、距離情報ｄ５の精度を向上させるようにしてもよい。

また、距離演算部１５は、受光時間が著しく短い受光情報ｄ４については距離情報ｄ５を算出しないようにするゲート機能を有していてもよい。かかるゲート機能により、レーザセンサ１０の内部等に反射した散乱光を除外することができる。

前記制御部１６は、投光部１１に投光指令ｓ１を発信し、水平走査手段１２，垂直走査手段１３に各速度指令ｓ２，ｓ３を発信することにより、投光部１１、水平走査手段１２及び垂直走査手段１３の制御を行う。また、制御部１６は、水平走査手段１２及び垂直走査手段１３の各角度情報ｄ２，ｄ３を受信し、距離演算部１５の距離情報ｄ５を受信し、レーザ光を反射した残置物Ｍ等の位置情報ｄ６を出力する。

距離演算部１５は、レーザ光の照射範囲のうち、水平走査手段１２及び垂直走査手段１３の各角度情報ｄ２，ｄ３から、監視範囲Ｓ内の位置情報ｄ６のみを選択して出力するようにしてもよい。また、距離演算部１５は、受光距離が著しく短い距離情報ｄ５については位置情報ｄ６を算出しないようにするゲート機能を有していてもよい。かかるゲート機能により、レーザセンサ１０の内部等に反射した散乱光を除外することができる。

また、制御部１６は、例えば、受光情報ｄ４が不連続な計測点Ｐｄ又は孤立した計測点Ｐｉを含む場合に残置物Ｍが監視範囲Ｓ内に存在していると認識する残置物検出機能を有していてもよい。かかる残置物検出機能により、滑走路Ｒ等の広い平面に数ｃｍ〜数十ｃｍの小さい物体が残置している場合であっても、検出したい残置物Ｍのみを効率よく検出することができる。この残置物検出機能は、出力側の管制塔４等に配置されたコンピュータに配置されていてもよい。なお、不連続な計測点Ｐｄ又は孤立した計測点Ｐｉの検出方法については後述する。

また、制御部１６は、位置情報ｄ６に基づいてモニタ２に表示する画像を生成する画像処理機能を有していてもよい。かかる画像処理機能は、モニタ２に接続されたコンピュータに配置されていてもよい。モニタ２は、出力機器の一例であり、プリンタや警報機等の出力機器に変更してもよい。さらに、位置情報ｄ６や位置情報ｄ６に基づいて生成された画像等の出力データは、記憶装置３に保存するようにしてもよい。かかる出力データを保存することにより、過去の監視データを事後的にチェックしたり、分析したりすることができる。

ここで、本発明の実施形態に係る残置物検出方法について、図３及び図４を参照しつつ説明する。図３は、監視範囲が比較的近い場合における本発明の実施形態に係る残置物検出方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、である。図４は、監視範囲が比較的遠い場合における本発明の実施形態に係る残置物検出方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、である。なお、図１及び図２に示した残置物検出装置１と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図３及び図４に示した残置物検出方法は、監視範囲Ｓの水平方向及び垂直方向にレーザ光を走査しながら照射し、レーザ光の反射光を受光して受光情報ｄ４を取得し、受光情報ｄ４から監視範囲Ｓ内の平面Ｓｐに残置された残置物Ｍを検出する残置物検出方法であって、平面Ｓｐに近接した高さＨにレーザセンサ１０を配置し、レーザセンサ１０により監視範囲Ｓ内にレーザ光を走査して受光情報ｄ４を取得し、受光情報ｄ４が不連続な計測点Ｐｄ又は孤立した計測点Ｐｉを含む場合に残置物Ｍとして検出する。

まず、監視範囲Ｓが比較的近い場合について説明する。監視範囲Ｓが滑走路Ｒの場合、近縁点Ｐｎは、例えば、５０〜２００ｍ程度、遠縁点Ｐｆは、例えば、３００〜５００ｍ程度に設定される。そして、監視範囲Ｓが比較的近い場合とは、図３（ａ）に示したように、監視範囲Ｓ内の平面Ｓｐからの反射光をレーザセンサ１０が受光できる場合を意味する。したがって、監視範囲Ｓが近いか遠いかは、単に距離の遠近だけの問題ではなく、レーザセンサ１０の高さＨも関係する。なお、図３（ａ）に示したラインＡ，Ｂ，Ｃは、レーザセンサ１０が受光した平面Ｓｐからの反射光を図示したものである。

レーザセンサ１０は、例えば、平面Ｓｐから１ｍ以内の高さＨに設定される。このように、監視範囲Ｓの平面Ｓｐに近接した高さＨにレーザセンサ１０を配置することにより、残置物Ｍが数ｃｍ〜数十ｃｍと小さい物体であっても、平面Ｓｐとの高さの違いを利用して残置物Ｍを容易に検出することができる。また、レーザセンサ１０が設置される高さＨは、監視範囲Ｓの距離と検出したい残置物Ｍの大きさによって設定されるものである。したがって、レーザセンサ１０が設置される高さＨは、１ｍ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではなく、監視範囲Ｓがレーザセンサ１０から十分遠い場合や検出したい残置物Ｍが大きい場合には１ｍ以上の高さに設定してもよい。

図３（ｂ）に示したように、監視範囲Ｓへのレーザ光の垂直方向の照射角度をθとし、近縁点Ｐｎと遠縁点Ｐｆとの垂直方向角度の差分（垂直方向走査角度）をΔθとする。また、近縁点Ｐｎのレーザセンサ１０からの距離をＬｎ、遠縁点Ｐｆのレーザセンサ１０からの距離をＬｆとする。Ｌｎ（ｍ），Ｌｆ（ｍ），Δθ（ｄｅｇ）の関係は、例えば、（Ｌｎ，Ｌｆ，Δθ）＝（５０，３００，０．９５），（５０，５００，１．０３），（１００，３００，０．３８），（１００，５００，０．４６），（２００，３００，０．１０），（２００，５００，０．１７）等のように表現することができる。このように、レーザセンサ１０の垂直方向走査角度Δθは、水平方向走査角度φと比較すれば、微小角度に設定される。したがって、レーザセンサ１０は、水平方向の走査が高速に設定され、垂直方向の走査は低速に設定される。垂直方向の走査速度は、検出したい残置物Ｍの大きさの最小値に依存し、最小の残置物Ｍを検出できるように走査速度又は走査間隔が設定される。

いま、図３（ｂ）の位置に残置物Ｍが存在しているものとする。レーザセンサ１０により、監視範囲Ｓを走査した結果を図３（ａ）に示している。ラインＡ，Ｃを形成するレーザ光は、残置物Ｍに照射されないため、図３（ａ）に示したように、連続した計測点が検出される。この連続した計測点は、監視範囲Ｓの路面（平面Ｓｐ）の位置を意味する。一方、ラインＢを形成するレーザ光は、部分的に残置物Ｍに照射されるため、図３（ａ）に示したように、不連続な計測点Ｐｄが検出される。すなわち、残置物Ｍが存在しない部分では、ラインＢを形成する連続した計測点が検出され、残置物Ｍが存在する部分では、ラインＢよりも手前の位置に計測点Ｐｄが検出される。

ところで、滑走路Ｒのような広大な監視範囲Ｓにレーザ光を照射するためには、レーザの強度が高く、レーザのスポット経が小さいレーザ光を使用する必要がある。したがって、監視範囲Ｓの比較的近い部分において、路面（平面Ｓｐ）に照射されたレーザ光が飽和して反射し、実際の路面位置よりも近い計測点が検出される場合がある。そこで、残置物Ｍが存在しない状態の監視範囲Ｓ内を予めスキャンしておき、走査角度Δθ，φと受光情報ｄ４との関係を求めておき、その初期情報との比較により不連続な計測点Ｐｄを検出するようにしてもよい。なお、監視範囲Ｓ内の初期情報を取得した際に、平面Ｓｐの凹凸や建築物等については、背景物としてマスキングするようにしてもよい。

また、実際の路面位置よりも近い計測点が検出される場合を考慮して、不連続な計測点Ｐｄの計測位置が、残置物Ｍが存在しない場合に計測されるべきである計測位置（ラインＢ）から一定の閾値ΔＰ以上離れている場合に、不連続な計測点Ｐｄとして認識するようにしてもよい。このように閾値ΔＰを設定することにより、誤検出を低減することができ、残置物Ｍの検出精度を向上させることができる。

次に、監視範囲Ｓが比較的遠い場合について説明する。監視範囲Ｓが比較的遠い場合とは、図４（ａ）に示したように、監視範囲Ｓ内の平面Ｓｐからの反射光をレーザセンサ１０が受光できない場合を意味する。かかる場合、図３（ａ）に示したように、路面（平面Ｓｐ）からの反射光である連続した計測点を検出することができない。したがって、図４（ａ）に示したように、孤立した計測点Ｐｉのみが検出される。このように、監視範囲Ｓ内において、突発的に孤立した計測点Ｐｉが検出された場合に、レーザセンサ１０は残置物Ｍが存在すると認識する。

また、監視範囲Ｓの座標軸とレーザセンサ１０の計測上の座標軸とを一致させておくことにより、走査時間や走査角度Δθ，φ等の関係からレーザ光が走査している現在位置（例えば、ラインＤ）を把握することができる。したがって、孤立した計測点Ｐｉが検出された場合に、レーザ光が走査している現在位置（ラインＤ）からずれている場合に、孤立した計測点Ｐｉが残置物Ｍであると認識するようにしてもよい。このように、孤立した計測点Ｐｉの計測位置とレーザ光の現在位置とを比較することにより、誤検出を低減することができ、残置物Ｍの検出精度を向上させることができる。

さらに、レーザ光の強度を考慮して、孤立した計測点Ｐｉの計測位置が、残置物Ｍが存在しない場合に計測されるべきである計測位置（現在位置のラインＤ）から一定の閾値ΔＰ以上離れている場合に、孤立した計測点Ｐｉとして認識するようにしてもよい。このように閾値ΔＰを設定することにより、誤検出を低減することができ、残置物Ｍの検出精度を向上させることができる。

なお、図３では監視範囲Ｓの全体が平面Ｓｐの反射光を受光できる場合、図４では監視範囲Ｓの全体が平面Ｓｐの反射光を受光できない場合を図示しているが、監視範囲Ｓによっては、手前側の領域が平面Ｓｐの反射光を受光できる領域であり、奥側の領域が平面Ｓｐの反射光を受光できない領域である場合もあり得る。

次に、残置物検出装置１の構成について説明する。ここで、図５は、残置物検出装置の外観構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は変形例の平面図、である。

残置物検出装置１は、例えば、図５（ａ）及び（ｂ）に示したように、レーザセンサ１０と、レーザセンサ１０を所定の高さＨに保持する取付台５と、人が接近した場合にレーザ光の照射を停止させる緊急停止手段６と、を有する。

取付台５は、レーザセンサ１０が固定される部分を有し、レーザセンサ１０の前面には、レーザ光の垂直方向及び水平方向の走査と干渉しない空間を確保できるような開口部５１を有する。開口部５１は、例えば、屋根部５２、テーパ部５３及び側面部５４により構成される。

ところで、レーザセンサ１０のレーザ光は、単位面積あたりの照射エネルギーが高いため、レーザセンサ１０の近傍で人の目に照射された場合には、眼球が損傷を受ける可能性がある。そこで、残置物検出装置１には、緊急停止手段６を配置することが好ましい。

緊急停止手段６は、例えば、ライトカーテンにより構成される。ライトカーテンは、例えば、多光軸光電センサにより構成され、投光器と受光器との間に人の進入を検出するための赤外線ＩＲをカーテン状に照射したものである。なお、多光軸光電センサとは、可視光線、赤外線等の光を、投光部から信号光として発射し、検出物体によって反射する光を受光部で検出したり、遮光される光量の変化を受光部で検出したりして、出力信号を得る光電センサが多数配置されたものである。かかる緊急停止手段６が、何らかの進入物を検出した際には、レーザセンサ１０に信号を送信し、レーザ光の照射を停止させる。

また、図５（ｃ）の変形例に示したように、緊急停止手段６は、残置物検出装置１の外周に配置された多光軸光電センサ６１により構成されるライトカーテンであってもよい。また、残置物検出装置１の外周に緊急停止手段６を配置する場合には、レーザセンサ１０の前面のみライトカーテンを使用し、側面及び背面については、物理的に進入を阻止するフェンスを配置するようにしてもよい。

なお、緊急停止手段６には、レーザ光の照射を阻害しないものであれば、ライトカーテンに替えて他の人感センサを使用するようにしてもよい。

最後に、監視範囲Ｓが複数存在する場合の残置物検出方法について説明する。ここで、図６は、複数の監視範囲を有する場合の残置物検出方法を示す図であり、（ａ）は部分照射、（ｂ）は３６０°照射、の場合を示している。なお、図１に示した実施形態と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図６（ａ）に示した残置物検出方法は、残置物検出装置１の両側に滑走路Ｒを有し、両方の滑走路Ｒ内に監視範囲Ｓが設定されている場合に適用される。かかる場合において、中央の緑地帯Ｇに配置された残置物検出装置１により両方の監視範囲Ｓをスキャンするようにしてもよい。具体的には、残置物検出装置１に配置されたレーザセンサ１０から図の左右両側にレーザ光を走査させるようにすればよい。このとき、水平走査手段１２へのレーザ光の投光方法や、水平走査手段１２の駆動方法を調整することにより、一台の残置物検出装置１により両側の監視範囲Ｓにレーザ光を照射することができる。また、残置物検出装置１に二台のレーザセンサ１０を配置して、各レーザセンサ１０が異なる監視範囲Ｓにレーザ光を照射するようにしてもよい。

図６（ｂ）に示した残置物検出方法は、例えば、図６（ａ）と同様に、残置物検出装置１の両側に滑走路Ｒを有し、両方の滑走路Ｒ内に監視範囲Ｓが設定されている場合に適用される。かかる場合において、中央の緑地帯Ｇに配置された残置物検出装置１によりレーザ光を３６０°照射して両方の監視範囲Ｓをスキャンする。このとき、レーザセンサ１０の水平走査手段１２へのレーザ光の投光方法や、水平走査手段１２の駆動方法を調整することにより、一台の残置物検出装置１によりレーザ光を３６０°照射することができる。かかる残置物検出方法によれば、残置物検出装置１の全周に渡って監視範囲Ｓが設定されている場合や残置物検出装置１の外周に複数の監視範囲Ｓが点在する場合にも、本発明を適用することができる。

以上、上述した本発明の実施形態に係る残置物検出方法及び装置によれば、検出手段にレーザセンサ（三次元レーザレーダ）を使用したことにより、従来の電磁波レーダよりも空間分解能を向上させることができ、小さい残置物Ｍでも検出しやすく、残置物Ｍと監視範囲Ｓの平面Ｓｐとの色合いが似通っている場合であっても残置物Ｍと平面Ｓｐとを容易に分離することができる。特に、監視範囲Ｓの平面Ｓｐに近接した高さＨにレーザセンサ１０を配置することにより、残置物Ｍが数ｃｍ〜数十ｃｍと小さい物体であっても、残置物Ｍと平面Ｓｐとの高さの違いを利用して残置物Ｍを容易に検出することができる。したがって、監視範囲Ｓが滑走路Ｒのように広い平面領域であっても、残置物Ｍの色合いの影響を受け難く、精度よく残置物Ｍを検出することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されず、滑走路Ｒ以外の広くて平らな面を有する場所（駐車場、工場、ビルの壁面等）にも適用できる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

１ 残置物検出装置
６ 緊急停止手段
１０ レーザセンサ
１１ 投光部
１２ 水平走査手段
１３ 垂直走査手段
１４ 受光部
１５ 距離演算部
１６ 制御部

Claims (8)

1. 監視範囲の水平方向及び垂直方向にレーザ光を走査しながら照射し、前記レーザ光の反射光を受光して受光情報を取得し、該受光情報から前記監視範囲内の平面に残置された残置物を検出する残置物検出方法であって、
   前記平面に近接した高さにレーザセンサを配置し、前記レーザセンサにより前記監視範囲内に前記レーザ光を走査して前記受光情報を取得し、前記受光情報が不連続な計測点又は孤立した計測点を含む場合に前記残置物として検出する、ことを特徴とする残置物検出方法。
2. 前記不連続な計測点又は前記孤立した計測点の計測位置が、前記残置物が存在しない場合に計測されるべきである計測位置から一定の閾値以上離れている場合に、前記不連続な計測点として認識する、ことを特徴とする請求項１に記載の残置物検出方法。
3. 前記監視範囲は、前記レーザセンサの周囲に複数設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の残置物検出方法。
4. 前記監視範囲は滑走路である、ことを特徴とする請求項１に記載の残置物検出方法。
5. 監視範囲の水平方向及び垂直方向にレーザ光を走査しながら照射し、前記レーザ光の反射光を受光して受光情報を取得し、該受光情報から前記監視範囲内の平面に残置された残置物を検出する残置物検出装置であって、
   前記レーザ光を投光する投光部と、前記レーザ光を前記水平方向に走査させる水平走査手段と、前記レーザ光を前記垂直方向に走査させる垂直走査手段と、前記レーザ光の反射光を受光して前記受光情報を発信する受光部と、前記受光情報から前記残置物の距離を算出する距離演算部と、前記投光部、前記水平走査手段及び前記垂直走査手段の制御を行う制御部と、を有するレーザセンサを備え、
   前記レーザセンサは、前記平面に近接した高さに配置され、前記レーザセンサは、前記受光情報が不連続な計測点又は孤立した計測点を含む場合に前記残置物として検出する、ことを特徴とする残置物検出装置。
6. 前記レーザセンサは、前記不連続な計測点又は前記孤立した計測点の計測位置が、前記残置物が存在しない場合に計測されるべきである計測位置から一定の閾値以上離れている場合に、前記不連続な計測点として認識する、ことを特徴とする請求項５に記載の残置物検出装置。
7. 前記レーザセンサは、人が接近した場合に前記レーザ光の照射を停止させる緊急停止手段を有する、ことを特徴とする請求項５に記載の残置物検出装置。
8. 前記監視範囲は滑走路である、ことを特徴とする請求項５に記載の残置物検出装置。